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Chladni Und Die Entwicklung Der Akustik Von 1750-1860

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Chladni Und Die Entwicklung Der Akustik Von 1750-1860 Science Networks· Historical Studies Band 19 Herausgegeben von Erwin Hiebert und Hans WuBing In Zusammenarbeit mit: K. Anderson, Aarhus 1. Gray, Milton Keynes D. Barkan, Pasadena R. Halleux, Liege H.J.M. Bos, Utrecht S. Hildebrandt, Bonn U. Bottazzini, Bologna E. Knobloch, Berlin 1.Z. Buchwald, Toronto Ch. Meinel, Regensburg K. Chemla, Paris W. Purkert, Leipzig S.S. Demidov, Moskva D. Rowe, Mainz E.A. Fellmann, Basel A.I. Sabra, Cambridge M. Folkerts, Munchen R.H. Stuewer, Minneapolis P. Galison, Cambridge v.P. Vizgin, Moskva I. Grattan-Guinness, Bengeo Dieter Ullmann Chladni und die Entwicklung der Akustik von 1750-1860 1996 Birkhauser Verlag Basel· Boston· Berlin Autorenadresse: Dr. Dieter Ullmann Institut fiir Mathematik Universitat Potsdam Postfach 601553 D-I4415 Potsdam A CIP catalogue record for this book is available from the Library of Congress, Washington D.C., USA Deutsche Bibliothek - CIP -Einheitsaufnahme Ullmann, Dieter: Chladni und die Entwicklung der Akustik : 1750-1860 I Dieter Ullmann. - Basel; Boston; Berlin: Birkhauser, 1996 (Science networks: Vol. 19) ISBN-13: 978-3-0348-9941-3 e-ISBN-13: 978-3-0348-9195-0 DOl: 10.1007/978-3-0348-9195-0 NE:GT Dieses Werk ist urheberrechtlich geschiitzt. Die dadurch begriindeten Rechte, insbesondere die der Ubersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfaltigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfaltigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes in der jeweils geltenden Fassung zulassig. Sie ist grundsatzlich vergiitungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechts. © 1996 Birkhauser Verlag, Postfach 133, CH-40 10 Basel, Schweiz Softcover reprint of the hardcover I st edition 1996 Camera-ready Vorlage durch den Autor erstellt Gedruckt auf saurefreiem Papier, hergestellt aus chlorfrei gebleichtem Zellstoff. TCF ~ 987654321 Meiner Frau INGEBORG und unseren Kindem FRANK, LARS, VERONIKA, CHRISTOPH und JAN gewidmet Inhaltsverzeichnis Vorwort IX 1. Akustik in der Zeit urn 1750 2. Kindheit, Jugend und Studienjahre CHLADNIS 7 3. Arbeitsjahre in Wittenberg 3.1 Das Erstlingswerk "Entdeckungen iiber die Theorie des Klanges" (1787) 13 3.2 Biegeschwingungen von Staben und Platten. Die Klangfiguren 17 3.3 Musikinstrumentenbau in der zweiten Haltte des 18. lahrhunderts 33 3.4 CHLADNIS Euphon (1790) 41 4. Die Zeit 1790-1802 4.1 Erste Reisejahre 47 4.2 Begegnung mit LICHTENBERG und die Meteoritenschrift von 1794 53 4.3 Dehnungs- und Torsionsschwingungen von Staben 59 4.4 Akustische Begriffsbestimmungen 65 4.5 Die Schallgeschwindigkeit in Festk6rpern 69 4.fi Die Schallgeschwindigkeit in Gasen 75 4.7 Der Clavicylinder 83 4.8 Musikinstrumentenbau der ersten Haltte des 19. lahrhunderts 87 5. Das Hauptwerk "Die Akustik" 5.1 Entstehung, Aufbau und Inhalt des Buches 91 5.2 Begegnung mit NAPOLEON und die Obersetzung ins Franz6sische 95 5.3 Auswirkungen des Buches auf die Akustikforschung bis 1860 99 6. Die Zeit 1803-1815 6.1 Reisen in Europa 115 6.2 Schallausbreitung in der Atmosphare iiber groBe Entfernungen 123 6.3 Die mathematische Behandlung der Biegeschwingungen von Platten 127 7. Die ietzten Lebensjahre 7.1 Das Werk "Neue Beytrage zur Akustik" 131 7.2 Das Meteoritenthema wird in das Vortragsprogramm aufgenommen 137 7.3 Das Gebaude der Berliner Singakademie und die Akustik geschlossener Raume 143 7.4 Letzte Schriften und Tod 157 8. Auswirkungen auf die Akustik bis ZUill Auftreten von HELMHOLTZ 8.1 Die Arbeiten SAVARTS 163 8.2 Das Problem der Klangfarbe 173 8.3 Kombinationstone 181 8.4 Schallgeschwindigkeit in Fliissigkeiten 187 8.5 Mit HELMHOLTZ beginnt eine neue Ara der Akustikforschung 191 9. Li teraturverzeichnis 203 10. Personenregister 227 11. Sachregister 233 Vorwort Die Akustik ist ein Gebiet, das erstaunlicherweise in der wissenschaftshistorischen Literatur nur relativ selten zu finden ist. Darstellungen langerer Epochen in der Entwicklung dieses Fachgebietes haben noch groBeren Seltenheitswert. Nach dem Zweiten Weltkrieg erschien bisher lediglich F.V. HUNTS "Origins in acoustics", das im wesentlichen die Zeitepoche von der Antike bis NEWTON beschreibt. Ein Buch, das in gewisser Weise aIs eine Fortsetzung betrachtet werden kann, ist CANNON/DoSTROVSKYS "The evolution of dynamics: Vibration theory from 1687 to 1742". Es setzt jedoch gemlill seinem Titel ganz bestimmte Akzente. Mit NEWTONS "Principia" von 1687 beginnt eine Periode ausgesprochen theoretischer Forschung auf dem Gebiet der Akustik, fUr die Namen wie z.B. TAYLOR, SAUVEUR, EULER, D'ALEMBERT, JOHANN und DANIEL BERNOULLI Zeugnis ablegen. Dieses Uberwiegen der Theorie wird 1787 mit dem Auftreten CHLADNIS wieder zugunsten des Experiments verschoben. Da es tiber die Tatigkeit der eben genannten Forscher bereits einige ausfUhrliche DarsteIlungen gibt, beginnt die detaillierte Betrachtung in diesem Buch erst im Erscheinungsjahr von CHLADNIS Erstlingswerk. Ziel dieses Buches ist es, nicht nur die akustischen Arbeiten CHLADNIS zu beschreiben, sondem auch seinen Einflull auf die Forschung bis in die Mitte des 19. Jahrhunderts aufzuzeigen. Insbesondere wird die bahnbrechende Wirkung seiner Mo­ nographie "Die Akustik" aus dem Jahre 1802 ausfUhrlich besprochen. Erst mit dem Eintritt von HELMHOLTZ in die akustische Forschung 1855 beginnt eine neue Ara, in der auch die Arbeiten der Physiologen und der Psychologen an Bedeutung gewinnen. Die Biographie CHLADNIS wird nur soweit beschrieben, wie sie fUr seine wissenschaftlichen Arbeiten von Bedeutung ist. Ftir aIle weitergehenden biographischen Fragen benutze man die Bibliographien bei POGGENDORFF (POGGENDORFF 1969a, 135-137) und ULLMANN (ULL­ MANN 1983a, 71-72). Soweit es im Rahmen einer populiirwissenschaftlichen Reihe, die einen grolleren Leserkreis ansprechen soli, moglich war, hat der Verfasser bereits in einer Biographie des Wittenberger Physikers 1983 eine Beschreibung der Ziele dieses Buches versucht. Ein Jahr spater wurde von ihm eine Art Programm zu diesem nun vorliegenden Buch vorgestellt (ULLMANN 1984a). Es dokumentiert in iiberzeugender Weise, was aus der Zusammenarbeit von Physikem, Mathematikem, Musikem, Musikinstrumentenbauem und auch Architekten im betrachteten Zeitraum entstanden ist. Viel verdanke ich meinem im Februar 1995 verstorbenen Lehrer und Doktorvater KURT SCHUSTER, bei dem ich in Jena vor vierzig Jahren in die Akustik eingefUhrt wurde. Wlihrend der Ausarbeitung des Manuskripts waren mir zahlreiche Freunde und KoUegen in vielen Fragen behilflich. Ich nenne hier nur die Herren Prof. Dr. CLAUS LANGE (Dresden) und Dr. sc. WALTER WESSEL (Berlin). Ihnen sage ich meinen besonderen Dank. Der Verfasser mOchte, last but not least, dem Birkhliuser Verlag, insbesondere den Herausgebem und Frau D. WORNER, fUr die angenehme Zusammenarbeit herzlich danken. Berlin, Sommer 1995 Dieter Ullmann 227 10. Personenregister ACHARD, FRANZ CARL (1753-1821) 65 CAGNIARD DE LA TOUR, CHARLES (1777- D' ALEMBERT, JEAN BAPTIsrE LE ROND (1717- 1859) 99-100, 157, 173 1783) 4, 5, 93 CAPIEUX, JOHANN STEPHAN (1754-1813) 16 ANDRADE, E.N. DA C. (1887-1971) 27 CATEL, LOUIS (1776-1819) 152 APEL, JOHANN AUGUST (1771-1816) 131 CHLADNI, ERNESTINE (1759) 10 ApPUNN, ANTON (1839-1900) 170 CHLADNI, ERNST FLORENS FRIEDRICH (1756- AYCKE, JOHANN CHRISTIAN (1766-1854) 49 1827) passim CHLADNI, ERNST MARTIN (1715-1782) 7,8. BEETHOVEN, LUDWIG VAN (1770-1827) 34 9, 10, 11-12 BENZENBERG, JOHANN FRIEDRICH (1777-1846) CHLADNI, GEORG (1637-1692) 7 55, 76-77 CHLADNI, JOHANNA CHARLOTIE geb. GRElP­ BERARD, JACQUES ETIENNE (1789-1869) 80 ZIGER (1725-1801) 10,48 BERNOULLI, DANIEL (1700-1783) 4, 5, 6, 14, CHLADNI, JOHANNA SOPHIA geb. CLEMENT 17, 18-19, 29-30, 92, 93, 105, 127 (?-1761) 7,8, 10 BERNOULLI, JAKOB II (1759-1789) 127 CHLADNI, MARTIN (1669-1725) 7. 10 BERNOULLI, JOHANN I (1667-1748) 127 CLAGGET, CHARLES (1740-1795) 34 BERTHOLLET, CLAUDE-LoUIS (1748-1822) 96 CLEBSCH, RUDOLPH FRIEDRICH ALFRED(l833 BERTUCH, FRIEDRICH JOHANN JUSTIN (1747- -1872) 103 1822) 45 CLEMENT, JOHANN FRIEDRICH (um 1760) 7, 9 BlOT, JEAN BAYrISTE (1774-1862) 73. 78-79 CLEMENT, NICOLA (1779-1841) 168 BOEHM, THEOBALD (1794-1881) 88-89 COLLADON, JEAN DANIEL (1802-1893) 187- BOTTIGER, CARL AUGUST (1760-1835) 141 189 BOUVARD, ALEXIS (1767-1843) 73 CONCONE, LUIGI (urn 1810) 119 BOYLE, ROBERT (1627-1691) 2 COULOMB, CHARLES AUGUSTIN (1736-1806) BRANDES, HEINRCIH WILHELM (1777-1834) 62 55 CREMER, LoTHAR (\905-\990) 152 BRANDT, EDUARD ('/-1861) 178-179 CUVIER, GEORGE (1769-1832) 96 BRANT, SEBASTIAN (1457/58-1521) 54 BREGUET, LoUIS FRANI;OIS CLEMENT (1808- DAVIES. MARIANNE (1744-1792) 34 1883) 74 DELAROCHE, F. (l775?-1813) 80 BUNSEN, ROBERT (1811-1899) 140 DIETZ, JOHANN CHRISTIAN (1773·1849) 85 BUSCHMANN, J.D. (urn 1810) 85 DITTERS V. DITTERSDORF, KARL (1739-1799) BUSSE, FRIEDRICH GOTILIEB v. (1756-1835) 145 60 228 10. Personenregister DONDERS, FRANZ CORNELIUS (1818-1889) GREN, FRIEDRICH ALBERT CARL (1760-1798) 197 92 DOVE, HEINRICH WILHELM (1803-1879) 100, GRENIE, GABRIEL JOSEPH (1756-1837) 133· 157 135 DU BOIS-REYMOND, FELIX HENRY (1782- GRETRY, ANDRE ERNEST MODESTE (1741- 1865) 198 1813) 95 GUARNERI, GIUSEPPE (1698-1744) 164-165 EBERT, JOHANN JAKOB (1737-1805) 13 GUERICKE, OTIo v. (1602-1686) 2 ERARD, SEBASTIAN (1752-1831) 87, 135 ERXLEBEN, JOHANN CHRISTIAN POLYKARP HALLEY, EDMUND (1656-1742) 55 (1744-1777) 53 HALLSTROM, GUSTAV
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