Edme Mariotte: Seine Entdeckungen sind bekannter als er!

Erst ein Geistlicher, dann ein Naturwissenschaftler. Er befasste sich mit Problemen zu Gasen und Flüssigkeiten, entdeckte den blinden Fleck im Auge, gab dem Barometer seinen Namen und nicht viele Menschen wissen, dass das Newton-Pendel gar nicht vom britischen Physiker Isaac Newton erfunden wurde, sondern ebenfalls von ihm.

Er wurde um 1620 in Dijon, Frankreich geboren und war als katholischer Geistlicher zunächst Prior des Klosters St. Martin de Beaumont-sur-Vingeaune. Ab 1666 lebte er in Paris als Mitglied der neugegründeten Akademie der Wissenschaften, wo er an optischen Erscheinungen in der Atmosphäre forschte und sich mit der Mechanik von Flüssigkeiten und Gasen befasste. Er starb am 12. Mai 1684 in Paris und hinterließ zahlreiche wissenschaftliche Erkenntnisse:

Zu seinen Entdeckungen zählt beispielsweise der blinde Fleck im Auge. Das ist die Stelle im Auge, an der der Sehnerv aus dem Augapfel austritt und zum Gehirn verläuft (siehe hierzu auch unseren Blog-Beitrag Optische Täschung – Wie es dazu kommt…). Hier sind keine Sinneszellen zur Verarbeitung optischer Eindrücke vorhanden.

Sie haben auch den blinden Fleck im Auge – einfach mal testen:

https://www.gesundes-auge.de/auge/blinder-fleck-test/

Im Weiteren befasste er sich mit Flüssigkeiten und Gasen. So untersuchte er 16 Jahre nach dem britischen Physiker Robert Boyle ebenfalls den Zusammenhang zwischen dem Druck und dem Volumen der Luft. Das Ergebnis ist das Boyle-Mariotte-Gesetz (https://www.phywe.de/de/das-boyle-mariottesche-gesetz.html), welches besagt:

Je kleiner das Volumen eines Gases (bei gleichbleibender Stoffmenge) ist, desto größer ist der Druck in ihm.

Also:

Das Boyle-Mariotte-Gesetz
Das Boyle-Mariotte-Gesetz.

Voraussetzung hierfür ist, dass die Temperatur des Gases konstant bleibt und es sich wie ein ideales Gas verhält.

Ideales Gas und reales Gas

Kurz zur Erläuterung: Gase bestehen, wie alle Stoffe, aus Atomen und Molekülen. Zwischen diesen wirken abstoßende sowie anziehende Kräfte und die Teilchen sind in ständiger Bewegung. Wollte man ein solches reales Gas, zum Beispiel Wasserstoff oder Stickstoff, genau beschreiben, wäre dies nicht ganz so einfach. Denn man müsste beispielsweise das Eigenvolumen der Gasmoleküle berücksichtigen, wenn man das Volumen betrachten wollte. Aus diesem Grund beziehungsweise der Einfachheit halber wurde das Modell des idealen Gases geschaffen, um Zusammenhänge zu beschreiben. Es besagt:

  • Den Teilchen des Gases wird eine Masse zugeordnet, aber kein Volumen
  • Zwischen den Teilchen gibt es weder abstoßende noch anziehende Kräfte
  • Die Stöße zwischen den Teilchen sowie den Teilchen mit den Gefäßwänden erfolgen elastisch

Aber ich möchte hier nicht zu sehr ins Detail gehen…

Das Newton-Pendel

…aber dennoch kurz den Begriff des elastischen Stoßes aufgreifen. Dieser spielt nämlich eine Rolle beim Kugelstoßpendel oder auch Newton-Pendel genannt. Aber anders als der Name vermuten lässt, wurde dies nicht vom britischen Physiker Isaac Newton erfunden, sondern ebenfalls von Mariotte!

Elastische Stöße mit dem Newton Pendel nachvollziehen.

Bei dem Zusammenprall der Kugeln handelt es sich um einen elastischen Stoß, bei dem der Impuls sowie die Bewegungsenergie erhalten bleiben (Impuls-/Energieerhaltung). Der Impuls ist das Produkt aus Masse und Geschwindigkeit eines Körpers – je größer die Masse und/oder die Geschwindigkeit, desto größer der Impuls.

Lässt man eine Kugel (funktioniert auch mit zwei Kugeln etc.) gegen die anderen prallen, wird ihr Impuls auf die zweite Kugel übertragen und von dort aus wandert der Impuls zur dritten, vierten und fünften Kugel. Da diese letzte Kugel den Impuls nicht mehr weitergeben kann, fliegt sie weg.    

Mit dem DigiCart elastische Stöße nachvollziehen

Um sich das Prinzip des Pendels beziehungsweise des elastischen Stoßes zu verdeutlichen, möchten wir hier kurz auf unser DigiCart hinweisen, mit dem sich elastische Stöße ganz einfach und auf spielerische Weise im Unterricht durchführen und analysieren lassen: https://www.phywe.de/de/cobra-digicart-system/

Zudem bietet das System weitere zahlreiche Experimente zur Dynamik und Kinetik aus dem Physik-Lehrplan und gibt Schülerinnen und Schülern sowie Lehrkräften die Möglichkeit auch eigene Versuche zu entwickeln und sofort in die Tat umzusetzen!

Weiterführende Informationen finden Sie hier:

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