EINSTEIN Albert (1879-1955)

L.A.S. "Dein Papa", [1940], an seinen Sohn Hans Albert EINSTEIN; 2 Seiten in-4 mit grüner Tinte (Ordnerlöcher); auf Deutsch. Lange wissenschaftliche Diskussion in 7 nummerierten Punkten über das Problem von Flüssigkeiten mit schwebenden Partikeln, das Thema seiner Doktorarbeit. [Hans Albert war 1937 in die USA emigriert; er arbeitete für das Landwirtschaftsministerium, während er in Berkeley seine eigenen Arbeiten über Wasserbau fortsetzte]. Einstein nummeriert seine Antworten auf den Brief seines Sohnes. Zunächst zu Wolfgang PAULI; er meinte nicht seinen Schwager, sondern den Züricher Physiker ("Der Pauli ist nicht mein Schwager, sondern der Züricher Physiker"). Dann kommt er auf das von seinem Sohn gestellte Problem zu sprechen: Die Viskosität einer Flüssigkeit, in der harte Teilchen suspendiert sind, war das Hauptthema seiner Doktorarbeit im Jahr 1906. Wenn nur ein kleiner Teil des Volumens ? von den Kugeln gefüllt wird; also ist die Viskosität der Mischung ? = ?o (1 + 2,5 ?). Der Faktor 2,5, den er zuerst gefunden hatte, war aufgrund eines Rechenfehlers nicht korrekt. Die Funktion wird komplizierter, wenn ?2 im Vergleich zu 1 nicht mehr vernachlässigbar ist. Dies trifft zu, wenn die Kugeln frei schwimmen. Aufgrund des betrachteten Mechanismus kann die Viskosität einer Flüssigkeit im Vergleich zu einer reinen Flüssigkeit nicht um mehr als den Faktor 2 erhöht werden. "Dir Viskosität einers Flüssigkeit, in der starre Kugeln suspendiert sind, war das Hauptthema meiner Doktorarbeit (Ann. d. Physik 1906). Wenn nur ein kleiner Teil des Volumens durch die Kugeln erfüllt wird; so ist die Viskosität des Gemischen ? = ?o (1 + 2,5 ?). Der Faktor 2,5 wurde von mir zuerst (infolge eines Rechenfehlers) falsch gefunden. Die Funktion ist komplizierter, wenn ?2 nicht mehr gegen 1 vernachlässigbar ist. Dies gilt, wenn die Kugeln frei schweben. Durch den hier betrachteten Mechanismus kann die Viskosität einer Flüssigkeit gegenüber der reinen Flüssigkeit micht verstärkt erhöht werden als etwa mit dem Faktor 2." 3) Im Fall einiger kolloidaler Lösungen mit relativ geringer Konzentration kommt es oft zu einem signifikant stärkeren Anstieg der Viskosität, ohne dass es einen klar definierten Viskositätskoeffizienten gibt. Dann gibt es feste Verbindungen zwischen den Partikeln, die im gesamten Volumen Ketten bilden, die sich aber im Laufe der Zeit nach statistischen Gesetzen ständig neu bilden und lockern. In diesem Fall kann der "Viskositätskoeffizient" sogar oft von der mechanischen Geschichte der Lösung (oder dem Gewicht) abhängen. "Bei gewissen kolloidalen Lösungen von relativ kleiner Konzentration tritt oft eine bedeutendere Erhöhung der Viskosität ein, wobei es keine scharf definierten Viskositäts-Koeffizienten gibt. Es liegen dann feste Verbindungen der Teilchen vor, die Ketten durch das gesamte Volumen bilden, die sich aber im Laufe der Zeit nach statistischen Gesetzen beständig neu bilden und wieder lösen. In diesem Fall kann oft der "Viskositäts-Koeffizient" sogar von der mechanischen Vorgeschichte der Lösung (bezw. des Gewischens) abhängen". 4) Um diese Vorgänge zu verstehen, ist es unerlässlich, sich eine Vorstellung davon zu machen, wie ein solches Zusammenkleben zweier Teilchen zustande kommt. Die Ladungen, die an der Oberfläche der Teilchen haften, sind wesentlich. "Für das Verständnis dieser Vorgänge ist es wesentlich, sich eine Vorstellung darüber zu bilden, wie solches Haften zweier Teilchen zustande kommt. Wesentlich sind dabei Ladungen, welche an der Oberfläche der Teilchen festhaften". 5) Wenn solche Ladungen mit wechselnden Vorzeichen an der Oberfläche zweier Teilchen haften, werden sie immer die Tendenz haben, die Teilchen aneinander haften zu lassen, so dass möglichst viele positive Punkte des ersten Teilchens auf die negativen Ladungen des zweiten Teilchens treffen und sich mit ihnen verbinden. "Wenn solche Ladungen abwelchselnden Vorzeichens an der Oberfläche zweier Teilchen festhaften, so werden sie stets die Tendenz haben, die Teilchen unzertrennlich kleben zu lassen, während sich die Teilchen so zu lagern suchen, dass möglichst viele positive Stellen der ersten Teilchen sich negative Ladungen der zweiten möglichst zu nähern suchen". 6) Nun kommt der Punkt, bei dem Einstein glaubt, dass sein Sohn falsch liegt. Wir müssen erklären, warum dieser Agglomerationsprozess nicht immer stattfindet. Dazu reicht es aus, dass die Teilchen eine Haftladung mit einem systematischen Vorzeichen, also positiv, haben. So etwas wäre unmöglich, wenn der Elektrolyt keine Ionen enthielte, die diese Ladung der Teilchen im Durchschnitt elektrisch kompensieren könnten. Die Kompensation erfolgt aufgrund der Temperaturbewegung durch den osmotischen Druck der Ionen in der unmittelbaren Umgebung jedes Teilchens, d. h. von jedem Teilchen gehen elektrische Kraftlinien aus, die jedoch nicht ins Unendliche reichen, sondern sich nur in geringem Abstand zu den Teilchen erstrecken.