Tidens naturlære/Kronografen
Uhret og navnlig Kronometret frembyder ganske vist i det hele en meget jevn Gang; men Gangen er ikke jevn, naar Talen er om fine Tidsøjeblikke, f Eks. Tiendedele eller Hundrededele af et Sekund; thi Kronometret springer igennem mange af disse paa en Gang. Man maa derfor, naar det gælder om at undersøge noget, der foregaar i saadanne smaa Tider, betjene sig af andre Hjælpemidler, hvoraf der gives ikke ganske faa. — Naar jeg iblandt disse tillader mig at vælge til Fremstilling her et, som jeg selv har konstrueret, Tonehjulet, saa er det ikke blot og bar, fordi man vel som Regel taler med en vis Forkærlighed om sit eget, men fordi det, trods sin simple Indretning vistnok kan siges at være det fineste Præcisionsinstrument i sit Slags.
Det i bogstavelig Forstand toneangivende for Tonehjulets Gang er et Stemmegaffelapparat, Fig. 33, hvis Gaffel holdes i stadig Svingning ved en elektrisk Strøm. Elektromagneten M's to Poler N og S befinder sig udenfor den magnetiserede Gaffels to Ender s og n, paa hvilke de udøver Tiltrækning, naar en elektrisk Strøm gennemløber Elektromagnetens Vindinger. Men den ene Gaffelgren h rører med sin indvendige Side en lille Platinfjeder c, og Strømmens Vej gaar fra Gaflen gennem denne Fjeder til Vindingerne. Idet M nu herved magnetiseres, tiltrækker den Grenene af Gaflen, som saaledes udspiles, og dens Berøring med Fjederen c ophører. Derved ophører ogsaa Strømmen, og Gaffelgrenene, der nu ikke mere tiltrækkes af Elektromagneten, vender tilbage og etablerer ved Berøringen med Fjederen paany Strøm. Ved saadan „Selvafbrydning" vedbliver Stemmegaflen at vibrere. Fjederen er anbragt paa Vægtstangen v, der kan indstilles fint ved Haandskruen V.
Men ved Gaflens anden Gren s rører en anden Platinfjeder cx, som er fæstet paa Vægtstangen vx, der kan indstilles med Haandskruen V1 saaledes, at Gaflen for hver Svingning kommer til at røre ved Fjederen. Ledes nu en elektrisk Strøm igennem denne intermitterende Bro fra Gaffel til Fjeder, bliver den saa at sige ituhakket, saa at den elektriske Strøm ikke bliver sammenhængende, men kommer til at bestaa af en Mængde efter hinanden følgende, kortvarige Strømme.
Den saaledes opnaaede elektriske Tonestrøm ledes gennem Tonehjulets Elektromagnet, Fig. 34, og magnetiserer den i samme Tempo, som Gaflens Svingninger foregaar. Forbi Elektromagnetens Pol kan et Jernhjuls Tænder frit bevæge sig; og dette Hjul vil nu befinde,sig i Ligevægt, ikke alene, naar en Tand befinder sig i Hvile draget i Retning imod Magnetpolen, men ogsaa, naar Hjulet befinder sig i den Bevægelsestilstand, at der passerer en Tand forbi Polen for hver af dennes Magnetiseringer.
At dette forholder sig saaledes, kan indses ved Betragtning af Fig. 35, 36 og 37. m forestiller Magnetpolen, s det Sted, hvor en Tand befinder sig ved Magnetiseringens Begyndelse, t, ved dens Slutning. Naar nu Tandens Bevægelse st under en enkelt Magnetisering er som i Fig. 35, vil Tanden blive fremskyndet netop ligesaa meget som den bliver tilbageholdt, og dens Bevægelsestilstand bliver altsaa ikke forandret. Med andre Ord: den er i Ligevægt m. H. t. den magnetiske Tiltrækning. Men Spørgsmaalet er nu, om denne Ligevægt er stadig eller ustadig. Dette afgøres ved denne Lejlighed ligesom ellers ved at undersøge, om en lille Forandring i Hjulets Stilling vil blive ophævet eller forstørret af den magnetiske Tiltrækning, og man ser let, at den vil blive ophævet. Thi sæt, at man ved udvortes Forstyrrelse sinkede Hjulet lidt, saa at en senere Tand vil komme til at bevæge sig, som Fig. 36 viser. Da vil Tanden blive fremskyndet paa det større Stykke Vej sm, og kun holdt tilbage paa det mindre mt, kort sagt: det vil blive fremskyndet. Og sæt, at man ved udvortes Forstyrrelse hjalp Hjulet længere frem, saa at en senere Tand kom til at bevæge sig, som Fig. 37 viser, saa vilde Tanden blive holdt mere tilbage (mt), end den vil blive fremskyndet (sm). Den vil altsaa altid stræbe efter at genindtage Bevægelsen st som i Fig. 35 under en Magnetisering.
Hvis Hjulet er i Hvile, vil man kunne sætte det i ganske smaa Svingninger, idet en bestemt Tand dirrer frem og tilbage forbi m, og man hører da nogle svage Stønninger for hver Passage forbi m. - Men naar Hjulet har den nysnævnte Bevægelse, hvori det som sagt fastholdes af Elektromagnetens Magnetiseringer, kan det under Bevægelsen sættes i nogle lignende ganske smaa Bevægelser frem og tilbage forbi den nævnte Bevægelsestilstand, noget man kan høre paa nogle tilsvarende smaa Stønnin-ger. Forklaringen faas af Fig. 36 og Fig. 37; thi hvis Hjulet først, som lidt forsinket, er kommen i Tilstanden Fig. 36, vil det blive fremskyndet og derved komme i Tilstanden Fig. 37. Derefter vil det atter blive forsinket osv. Men det maa altid være Variationer, der er mindre end ½ Tandmellemrum. Bliver de større, vil Hjulet komme saa langt udenfor sin rette Fart, at det gaar i Staa.
For at hindre at udvendige Aarsager skulde afstedkomme denne Forstyrrelse, er der anbragt et ringformigt Trug med Kviksølv koncentrisk paa Tonehjulets Aksel. Dette kan laves som en Æske med Laag af Træ, Fig. 34, hvor Kviksølvet er indført gennem et Hul i Laaget, som derefter lukkes med en lille Jernskrue.
En Tones Højde er bestemt ved det Antal Bølger pr. Sekund, hvoraf den bestaar. Heraf følger, at man kan faa Gaflens Tone eller Svingningsantal meget nøje bestemt ved Hjælp af Tonehjulet. Forsynes nemlig Hjulets Aksel med en Skrue uden Ende, der driver et Tandhjul og dermed et Tælleværks Visere, kan man aflæse, hvor mange Omdrejninger Tandhjulet foretager i en vis Tid, f. Eks. en Time. Heraf følger hvor mange Tænder, der er passeret i en Time, og deles dette Tal med samme Tid udtrykt i Sekunder, faar man, hvor mange Tænder der er passeret i Sekundet, eller hvor mange Svingninger, Gaflen har gjort i Sekundet. Man kan ad denne Vej bestemme en Tones Bølgetal ikke alene med en Nøjagtighed af 1 Bølge pr. Sekund, men med 0,01 af en Bølge.
Tonehjulet kan endvidere være den væsentlige Del af en Kronograf. Der mangler blot den skrivende Del. Man tænke sig en Messingvalse anbragt koncentrisk paa Tonehjulets Aksel, og at Valsens Overflader glider tæt forbi en fast Stift, der dog forskruer sig langs en lodret Søjle fra øverst til nederst. Dersom nu Valsen var tilsmurt med Farve eller, bedre, tiloset i en Lampeflamme, og Stiften rørte ved den, vilde den komme til at tegne en Spirallinie paa Valsens Overflade. — Skal nu visse Tidsøjeblikke afmærkes, kan det f. Eks. ske derved, at Stiften ikke selv rører ved Lampeosen, men dog er den saa nær, at naar der springer en elektrisk Gnist fra Stiften over i Valsen, bliver det Punkt mærket, hvor Stiften befandt sig i det afgørende Øjeblik, idet Gnisten her blotter Valsens Messing, saa der viser sig en blank Prik i den ellers osede Overflade. — Hvis man f. Eks. vil maale, hvor lang Tid der gaar fra, at et Projektil befinder sig paa et Sted i et Kanonløb, til det er kommet til et andet, kan der paa de to Steder være spændt en Staaltraad, som rives over af Projektilet, og for hver Overrivning springer der en Gnist paa Kronografen, saa at man bag efter kan maale, hvor langt der er imellem de to frembragte Mærker, og dermed, hvor langt Tidsmellemrummet har været.
Man har flere andre Kronografer. Til de bedre af disse hører de, hvis regulerende Del er et konisk Pendul. En Kugle ophængt i en Snor kan nemlig ikke alene svinge som almindeligt Pendul frem og tilbage, men den kan ogsaa bringes til at bevæge sig i en vandret Cirkel omkring Lodlinien. Dersom Kuglen f. Eks. har en nedadgaaende Stift, og denne Stift stadig drives fremad ved en Arm, som af et Løbeværk føres rundt i en Kreds under Pendulet, drivende dette foran sig, vil Pendulet være væsentlig bestemmende for Armens Omløbstid — dog ikke aldeles, idet Armens Fremdrift og Udsvinget ogsaa spiller en Rolle.
Endnu mindre nøjagtig er Bevægelsen af et Løbeværk, der alene reguleres af et Vindfang, men til mangt et Brug kan et saadant dog være godt nok, f. Eks. til at dreje Valsen paa en Fonograf.