High-speed visualization is of special interest during the start-up of the bridge and for the observation of dynamics processes. The first two movies present the formation of the bridge, the third movie uses projected fringes for surface contouring. The last movie shows the deflection of the bridge in the field of an electrically charged glass rod.

Visualisierungen mit Hilfe einer Hochgeschwindigkeitskamera sind von besonderem Interesse, wenn sich die Brücke bildet und zur Beobachtung dynamischer Prozesse. Zuerst sind zwei Filme zur Bildung der Brücke zu sehen, danach ein Film mit projizierten Streifen zur Oberflächenkonturierung. Der letzte Film zeigt die Ablenkung der Brücke im Feld eines elektrisch geladenen Glasstabes.

For this experiment we placed the beakers on electronic scales to record the mass increase and decrease in the beakers. Additionally the bridge was observed with a camcorder and a thermographic camera. Using a thermographic camera the temperature of the water surface can be measured.

Für dieses Experiment wurden die Becher auf elektronische Waagen gestellt um die Massenzunahme und -abnahme bestimmen zu können. Zusätzlich wurde die Brücke mit einer Videokamera und einer thermografischen Kamera beobachtet. Mit Hilfe einer Thermografiekamera kann die Temperatur der Wasseroberfläche bestimmt werden.

When the bridge starts, the water surface first cools down and then heats up. This process can be observed by recording the infrared emission using a thermographic camera. The temperature scale shown is only valid for the emission from the surface of destilled water (emissivity 0.96).

Während die Brücke startet kühlt sich die Wasseroberfläche zuerst ab und heizt sich dann auf. Dieser Vorgang kann mit einer thermografischen Kamera aufgezeichnet werden. Die dargestellte Temperaturskala ist nur für die direkte Emission von einer Oberfläche aus destilliertem Wasser richtig (Emissionkoeffizient 0.96).

When adding a pH dye the change in water pH during bridge operation can be observed. (orange pH 5, yellow pH 6, green pH 7, cyan pH 8 and blue pH 9). Adding the dye changes the conductivity and therefore the bridge dimensions, additionally the pH dye itself is influenced by the current. We did tests with different electrode materials.

Durch Zugabe eines pH Indikators kann die Änderung des pH Wertes des Wassers während des Betriebes mitverfolgt werden (orange pH 5, gelb pH 6, grün pH 7, cyan pH 8 und blau pH9). Durch den pH Indikator ändert sich aber auch die Leitfähigkeit und somit auch die Stärke der Brücke, zudem wird der pH Indikator selbst durch den Strom beinflusst. Zu sehen sind Tests mit verschiedenen Elektrodenmaterialien (Platin, Silber, Aluminium).

Adding small particles helps to visualize the bridge's surface flow. The particles were polyamide spheres with 5 micrometer diameter, with and without fluorescence coating.

Die Zugabe von kleinen Teilchen ermöglicht die Visualisierung der Oberflächenströmung der Brücke. Hierbei handelte es sich um Polymidküglechen mit 5 Mikrometer Durchmesser mit und ohne Fluoreszenzbeschichtung.

When a parallel fringe pattern (placed on the diffusor in the background) is observed through the bridge, significabt distortions in the optical path become visible. These changes in optical path are related to changes in geometry (thickness) and in density.

Betrachtet man ein paralleles Streifensystem (auf der dahinter liegenden Mattscheibe) durch die Brücke, so werden deutliche Schwankungen des optischen Weges durch die Brücke sichtbar. Diese Änderungen des optischen Weges sind mit Geometrieänderungen (Durchmesser) und Dichteänderungen verbunden.

With the same technique the bridge formation and disruption was also observed.

Mit der selben Technik wurden auch Brückenbildung und Abriss beobachtet.

The two first movies show the bridge between crossed polarizers. Brewster angle reflexion of light at small bubbles could cause the observed change in polarization direction. In the third movie a laser beam is focused into the bridge. Close to the surface the light is scattered a microscopic structures - probably a bubble network. In the fourth movie a small amount of Rhodamine B (predissolved in ethanol) was added first to the anode beaker and then to the cathode beaker.

Die ersten zwei Filme zeigen die Brücke zwischen gekreuzten Polarisatoren. Reflexion von Licht unter dem Brewsterwinkel könnte die beobachtete Änderung der Polarisationsrichtung erklären. Im dritten Film wird ein Laserstrahl in die Brücke fokusiert. In der Nähe der Oberfläche kommt es zur Streuung des Lichts an mikroskopischen Strukturen - vermutlich ein Bläschennetzwerk. Im vierten Film wird zuerst dem Anodenbecher, dann dem Kathodenbecher ein kleine Menge in Ethanol vorgelöstes Rhodamin B beigegeben.

The bridge was operated under different atmospheres. Under Helium no bridge started. When carbon dioxide was added, the bridge became smaller in diameter (second movie).

Die Brücke wurde unter verschiedenen Atmosphären in Betrieb genommen. In Helium startete keine Brücke. Durch Zugabe von Kohlendioxid verringerte sich der Brückendurchmesser (zweiter Film).

Original article by Sir William George Armstrong, 1st Baron Armstrong, 1893:

Armstrong W G (1893) The Newcastle Literary and Philosophical Society, The Electrical Engineer, Feb. 10:154-155 download text

Homepage of Dr. Elmar Fuchs