Der Leslie-Würfel und seine Verbindung zur Wärmetheorie des 18. Jahrhunderts
Der schottische Wissenschaftler John Leslie beschrieb in seiner 1804 erschienenen Monographie „An experimental inquiry into the nature and propagation of heat“ eine Reihe von Experimenten, in denen er die Wärmestrahlung untersuchte und für die er mit der Rumford medal der Royal Society London ausgezeichnet wurde. In seinen Experimenten verwendete er verschieden große Zinnwürfel, die eine Seitenlänge von 3 Zoll, 4 Zoll, 6 Zoll oder 10 Zoll hatten. Die Würfel waren hohl, im Deckel befand sich eine Öffnung, durch die sie mit Wasser verschiedener Temperatur befüllt und in die ein Thermometer eingesetzt werden konnte.
Die vier Seiten wurden in den Experimenten unterschiedlich vorbereitet, eine Seite war metallisch und poliert, eine zweite Seite berußt, auf der dritten Seite wurde Papier aufgeklebt, bei der vierten Seite gab es unterschiedliche Oberflächen. Der heute als Leslie-Würfel bezeichnete Körper wurde bei den Versuchen mit heißem Wasser oder mit einer Kältemischung gefüllt. Die abgestrahlte Wärme jeweils einer Fläche wurde mit einem Hohlspiegel mit einer Brennweite von 0,5 Zoll (etwa 1,3 cm) gebündelt, der sich in einem Abstand von drei Fuß (etwa 91,5 cm) von dem Würfel befand
Das Differentialthermometer hatte eine U-förmige Kapillare mit einem sehr gleichmäßigen Innendurchmesser von Zoll (0,5 - 0,4 mm) auf der einen Seite und einem größeren Innendurchmesser auf der anderen Seite. An den beiden Enden befanden sich gleich große luftgefüllte Glaskugeln mit einem Durchmesser von Inch (ca. 1cm – 1,8 cm) im Durchmesser, so dass das Instrument geschlossen war. In den Kapillaren befand sich mit Karmin gefärbte Schwefelsäure. Wurde auf die eine Glaskugel mehr Wärme eingestrahlt als auf die andere, so verschob sich die Flüssigkeitssäule in der Kapillare – die Differenz der Flüssigkeitsstände sollte der Temperaturdifferenz in den beiden Kugeln entsprechen. Für die Untersuchung der abgestrahlten Wärmemenge wurde das Differentialthermometer so platziert, dass eine der Kugeln sich im Brennpunkt des Hohlspiegels befand.
Mit diesem Aufbau untersuchte Leslie das Abstrahlungsverhalten verschiedener Oberflächen.
Literatur
Leslie, J. (1804). An experimental inquiry into the nature and propagation of heat. London: Printed for J. Mawman.
Olson, R. G. (1970). Count Rumford, Sir John Leslie, and the Study of the Nature and Propagation of Heat at the Beginning of the Nineteenth Century. Annals of Science, 26, 273 - 304.