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579 IV. firsuche iiber Circularpolarisation des Lichtes; -von H. Dove. 1) Darstellong derselben durch geprelrte Glsrer. w e n , zwei senkrecht auf einander polarisirte Wel- lensysteme gIeicher Intensitst, welche in derselben Rich- lung sich fortpflanzen, in ihrem Gange um eine ungerade Anzahl von Viertel-Undulationen sich unterscheiden, so wer- den die Theilchen in dem daraus resultirenden Wellensy- steme urn ihre Gleichgewichtslage kleioe Kreise, und zwar mit gleichf6rmiger Geschwindigkeit beschreiben, d. h. das Licht wird circular polarisirt seyn. Jedes Mittel diesen beiden Bedingungen zngleich zu geniigen , nhlich der der glez'chen Intensitat der auf einander senkrecht polari- sirten Wellensysteme, und der des bestimmten Gangun- terschiedes von einer mgeraden Anzahl von Vieqel-Un- dulationen, wird daher eine Methode abgeben, das Licht circular zu polarisiren. F r e s n e l und A i r y haben auf verschiedenen We- gen diefs geleistet. Die dritte Art, welche it3 hier aus- einandersetzen werde, ist in der Ausfahrung wenigstens eben so bequem a h die bisherigen, giebt aufserdem nH- beren -Aufschlu€s iiber die Erscheinungen geprefsster und gekiihlter Gllser im polarisirten Lichte. Der Bedingung der gleichen Intensitat der senkrecht auf einander polarisirten Systeme entspricht Fr e s n e 1 dadurch, d a t er das einfallende Licht in einer Ebene polarisirt, welche mit der Ebene der totalen Reflexion in einem Glasparallelopiped einen Wmkel von 45O oder 135" macbt. Die in der uyd senkrecht aiif die Re- flexionsebene polarisirten Lichtmengen werden nHmlich dam nach der F r e s n e l'sshen IntensitBtsfdbel einander 37 *

Versuche über Circularpolarisation des Lichtes

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IV. firsuche iiber Circularpolarisation des Lichtes; -von H. D o v e .

1) D a r s t e l l o n g d e r s e l b e n d u r c h g e p r e l r t e G l s r e r .

w e n , zwei senkrecht auf einander polarisirte Wel- lensysteme gIeicher Intensitst, welche in derselben Rich- lung sich fortpflanzen, in ihrem Gange um eine ungerade Anzahl von Viertel-Undulationen sich unterscheiden, so wer- den die Theilchen in dem daraus resultirenden Wellensy- steme urn ihre Gleichgewichtslage kleioe Kreise, und zwar mit gleichf6rmiger Geschwindigkeit beschreiben, d. h. das Licht wird circular polarisirt seyn. Jedes Mittel diesen beiden Bedingungen zngleich zu geniigen , nhl ich der der glez'chen Intensitat der auf einander senkrecht polari- sirten Wellensysteme, und der des bestimmten Gangun- terschiedes von einer mgeraden Anzahl von Vieqel-Un- dulationen, wird daher eine Methode abgeben, das Licht circular zu polarisiren.

F r e s n e l und A i r y haben auf verschiedenen We- gen diefs geleistet. Die dritte Art, welche i t3 hier aus- einandersetzen werde, ist in der Ausfahrung wenigstens eben so bequem a h die bisherigen, giebt aufserdem nH- beren -Aufschlu€s iiber die Erscheinungen geprefsster und gekiihlter Gllser im polarisirten Lichte.

Der Bedingung der gleichen Intensitat der senkrecht auf einander polarisirten Systeme entspricht Fr e s n e 1 dadurch, d a t er das einfallende Licht in einer Ebene polarisirt, welche mit der Ebene der totalen Reflexion in einem Glasparallelopiped einen Wmkel von 45O oder 135" macbt. Die in der uyd senkrecht aiif die Re- flexionsebene polarisirten Lichtmengen werden nHmlich dam nach der F r e s n e l'sshen IntensitBtsfdbel einander

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gleich. Den Phnscnunterschied von einer Viertel-Undula- tiou erhiilt er aber durch zweimalige totale Reflexion, weil nach einmaliger unter den gegebenen Urnstanden die Vibra- tionsperioden der reflcctirten Wellen nicht mehr coincidiren, sondern einen Phasenunterschied von 4 Uudiilation zeigen.

Airy’s Verfahren beruht auf einem anderen Princip. Betrachtet man ciu parallel der Axe geschnittenes Blstt- chen eines einaxigeu Krystalls, dessen Axe mit der Po- larisationsebene des einfallenden Lichtes einen Winkel a macht durch ein KalkspathrhomboCder , dessen Haupt- schnitt mter dem Winkel b gegen die Ebene der primi- tiven Polarisation geneigt ist, so ist, weun I , , I, die 111-

tensitaten der beiden senkrecht auf einander polarisirten Bilder bezeichnen allgemein:

I,=CQS~ b - s h 2 a s h 2 ( a - b)cos2 m - (“ye) - I . = s h 2 b+s in2as in2(a -b ) sh2n - (On-”> ,

wo 1 die Undulationsllnge fur eine bestiinmte Farbe, 0-e der Gangunterschied der beiden Strahlen und 1 die Intensitlt des auf das Krystallblattchen senkrecht auffallenden polarisirten Lichtes bezeichnet. Llbt man nun die Axe des Blattchens einen Winkel von 450 mit der Ebene der primitiven Polarisation machen, d. h setzt man 0=45O, so wird:

Kanu man nun durcb irgeud ein Mittel den Gangunter- schied der beiden Strahlen einer ungeraden Anzahl von Viertel- Undulationen gieich machen , so wird der zwei- ten Bedingung .entsprochen, zugleich aber auch der er- sten, nlmlich der der gleichen Intensitlt. Setzt man n3mlich :

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581 o - e= [ ( 2 n +) 1 A] ,

I0=cos2 b - $cos2b=+ I,= sin2 b + 4 cos 26 =&

Der Gaagunterschied o-e hrngt von zwei GrUfsea ab, von der Dicke des Bliittchms, welcher er direct pro- portional ist, und von dem Unierschied dm Geschwin- digkeiien der beiden das Blattchen dnrchlaufenden Strah- len, d. h. von den Constanten der Doppelbrechung.

Das Verfabren von A i r y bestelit nun darin, dafs e r bei gleichbleibender Doppelbrechang die Dicke des Blattchens durch Spahen so lange andert, bis der Gang- unterschied beider Strahlen gleich ist einem ungeraden Vielfachen von Viertel- Undulationen. Da der zweiaxige Glimmer unter senkrechter Incidenz des Licbtes sich wie ein einariger KrystalF verbah, und er das Spalten in grti- €sere Blattchen am besten gestattet, so wird e r dam vor- zugsweise anwendbar seyn. Ich andere hingegen bei gleichbleibender nicke die Doppelbrechung der Substanz, bis der verlangte Gangunterschied erhalten wird.

In einem Krystallbliittcbea durch Druck oder Tem- peraturandekng die Strahlenbrechung so abzuhdern, dafs es bei einer gegebeaen Dicke die verlangte Wirkung aufsere, mdchte in der knwenduag heine bequeme Vor- richtung abgeben. stnllisirten Klhper durch Druck oder Abkiihlung in ei- lien doppelbrechendeu zu verwandelu, welcher gerade die verlaogte Wirkung aufsert.

In dem von F r e s n e k aogegellenen, aus vier Fris lnea besteheuden Apparate, durch welcben die Doppel- brecbung des Glases direct nnchgewiesen wird, ist von deli beiden enlsteheuden Bildern das cine parallel der Compressionsaxe, das andere senkrecht auf dieselbe PO- larisirt, ~voraus hervorgeht, dais die Are der doppeltcn Strahlcubrechuug luit dar Compressionsaxe zusammeuf&lit.

so wird:

Selir leicht ist es aber einen unkry- .

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582 W e n n man eine quadratische oder kreisrunde Glasscbeibe daber so zusammendriickt , dafs die Compressionsaxe mit der Ebene der primitiven Polarisation einen Wiukel von 45O oder 135O macht, so wird das durch die Milk der Scbeibe hindurchgehende Licht bei eiuem gewissen Grade der Zusammendriickung circular polarisirt seyn. Denken wir uns nun eine' Kreistbeilung lothrecht auf den einfal- lenden Strahl so gelegt, dafs die Polarisationsebene durch die Punkte 90° und 270° hindurchgeht, so zeigt, wenn die Coinpressionsaxe durch 4 5 O und 225" geht, eine senkrecht auf die Axe geschnittene Kalkspathplatte in dem durch die Mitte des geprefsten Glases gehenden Lichte statt des scbwanen Kreuzes die Ringe im zwei- ten und vierten Quadranten (reclits oben und links un- ten) um ein Viertelintervall vom Mittelpunkt fortgescho- ben, im ersten uod dritten Quadraoten hingegen (links oben und rechts nnten) den Mittelpunkt um dieselbe Gr6Cse naher geriickt. Gerade das Umgekebrte fmdet statt, wenn die Compressionsaxe durch die Theilungs- punkte 135O und 315O geht.

Man sieht hieraus, dafs die Winkel, welcbe in dem F r e s n e I'schen Parallellopiped die Ebene der zweimali- gen totalen innern Reflexion mit der Ebene der primiti- ven Polarisation macbt, gleich seyn mussen den Win- keln, unter welchen die auf die Compressionsaxe loth- rechte Ebene gegen die der primitiven Polarisation ge- neigt ist, wenn durcli beide Vorrichtungen dieselben Er- sciieinuogen hervorgebracht werden solleu.

Es bedarf niin weiter keiner besonderen Ableitung, dafs bei einer ganzen Umdrehung der Platte in ihrer Ebene uin den lothrecht einfallenden Strahl. als Drehungs- axe Jas Licht viermal geradlinig und viermal circular ,Po- larisirt seyn wird, und zwar geradlinig, wenn der An- giffspuukt der zusammenpressenden Schrailbe in den Punkteii Oo, 90°, 150°, 270" liegt, d. b. wenn die Com- pressionsaxe senkrecht auf der Ebene der primitiven Po-

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larisation steht oder in ibr liegt, bingegen circular, wenu jener Aogriffspunkt den TheiIuogspunkten 45", 135", 225u, 315O entspricht, wobei 4 5 O und 225", so wie 135O und 315O gleiche Wirkuog zeigen.

Combinirt man zwei geprette Platten und zwei Tur- malinilatten so, dafs die auf einander senkrechten Corn- pressionsaxen der zwischen den gekreuzteu Turmalinplat- ten befindlicben Glasplatten lnit deren Axen Winkel von 4 5 O bilden, so zeigt einc zwischen die Glasplaltcn ge- Iegte Kalkspathplatte die Ringe obne Kreuz mit dcln schwarzen Fleck in der Mitte, hiogegen die complemen- tareo, wenn man die Axen der Turloaliiie oder die Corn- pressionsaxen der Glasplatten eioander parallel macbt. Macht mau eine Compressious!xe einer Turmnlioplatte parallel, SO erhlilt man die Verschiebung dkr Ringe in den vier Quadranten ty ein Viertelintervall, die Erscbei- nuug ist hierbei aber nicht reciprok, da bier eiue tihnli- che Umkehrung stattfindet als die, welche eiutritt, e e h n ulau eioen kreisf6rmig geschlossenen elektriscben Strom von der entgegengesetzten Seile ansieht; der erste und drilte Quadrant wird d a m namlich der zweite uild vierte, und umgekehrt. Mach m u die Turmalioaxen uod Com- pressionsaxen stimmtlich eioandcr parallel so erhelt man die Erscheinungen im linear polarisirten Lichte.

Stellt man eine bis zu einem gewissen Grade fusnni- meogeprefste mode oder quadratisebe Glasscheibe so zwi- schen die gekreuzten Syiegel , dab die Compressionsaxe init einer der Reflexionsebenen der Spiegel zusammenfallt, so erblickt man auf ihr ein scbwanes Kreuz mit weifsen Hiinmen in den Ecken. Untersucht m5n vermittelst der Kalkspathplatte diese vier weifsen H$unie, SO tindet man, dafs die derselben Diagooale augehbrigen eich gleich ver- hnlten, aber entgegengesetzt den beiden weifsen R h n e i i tlcr andern, und zwar ist das aus ihiieu austrctende Licht in der einen Diagonalc rechts, in der nndern links cir- cular polarisirt. Daraus folgt unmittelbar, dab wenn Lnau

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die Platte in ihrer Ebene um 90° dreht, alle weiten Raume in den Diagonalen ihre Wirkung gerade vertauscht baben.

Die von mir bei diesen Versuchen angewendeten Platten hatten einen Durchmesser von 11; Linie und eine Dicke von 3$ Linie.

2) D a r s t e l l u u g d e r C i r c u l a r p o l a r i s a t i o n d u r c h ge- LGhlte GIHser.

Emen Glaswiirfel von 17 Linien Seite kiihlte ich vorsichtig so ab, dafs er zwischen den gekreuzten Spie- geln in der Mitte ein dunkles Kreuz und in den vier Ecken nur das daran grznzende Weifs gab, wenn die Diagonalen der dem Auge zugekehrten Flache des Wiir- fels Winkel von 45” mir der Polarisationsebene machen. Das Licht der vier weifsen RBulne verhielt sich gerade so wie das Licht der vier weifsen Raume der geprefsten Scheibe, wenn die Compressionsaxe derselben in der Polarisationsebene oder senkrecht auf sie lag. Durch excentrische Drehung des Wiirfels, um den durch einen der weiken R h m e senkrecht austretenden Strahl als Drehungsaxe, entstehen daher ahnliche Verwandlungen, in. dem bei 90° Dreliung die Diagonalen ihre Wirkung ver- tauschen. Statt den Wiirfel zu drehen kann man ihn, mn dieselbe Veranderung zu erhalten, auch so verschieben, dafs zwei der parallelen Seiten der den, Auge zugekehrten Fls- che senkrecht auf ilire Richtung sich fortbevegen, wahrend die beiden andern in ilirer eignen Verlangerung fortriik- ken. Man kommt hierbei aus dem weifsen Raume der einen Diagonale in den der andern. Die Combinationen zweier gekiihlter Glaser, um circular polarisirtes Licht circu- lar zu analysiren,’ergeben sicli vou selbst. Sol1 das Ring- system ohne Kreuz mit dem schwarzen Fleck in der Mihe erhalten werden, so combinirt inan sie mie in Fig. 5 l’af. IV.

So vie1 uiir bekauiit ist, besitzen wir noch keine

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585 directen Versuche uber die Doppelbrechung des gekuhl- ten Glases, und da sie in der Theorie der sogenannten beweglichen Polarisation nicht als eine nothwendige Folge seiner Farbenerscheiiiung im geradlinig polarisirten Licht angesehen wurde, so ist es wfinscbenswertb, die Beweiee, dab diese Farben durch den Gangunterschied der $is Glas durchlaufenden Strahlen entstehen, durch neue Ver- suche zu verstaken. Die folgenden schehen mir fur die ErklZrung dieser Farben aus dem Interferenzpriucip da- her nicht uuwichtig.

Wenn ein im Azimuth 4 5 O geradlinig polarisirter Strahl nach zweimaliger totaler Reflexion im Innern ei- nes F r e s n e I’schen Parallellopiped Swischen den senk- recht auf einander polarisirten Lichtmengen gleicher In- tensitat einen Phasenunterschied von + Undulation zeigt, so wird dieser Unterschied nach viermaliger Reflexion & Undulation werden, der Strahl also wieder geradlinig, aber senkrecht auf die Ebene der primitiven Polarisation polarisirt seyn. Nach sechsmaliger Refleiion ist er wie- der circular, aber links, wenn er es bei zweimaliger rechts war, weil das Azimuth des geradlinig polarisirt einlallen- den Lichtes jetzt -Go statt +45O, endlich wird nach achtmaligei Reflexion die Ebene der wieder hergestell- ten Polarisation mit der der primitiven zusammenfallen. Die Erklarung der in den oben aogeftihrten Versuchen beobachteten Erscheinuugen der Circularpolarisation be- ruhte darauf, dafs durch Aenderung der Doppelbrechuog vermittelst einer bestimqen Warmeverschiedenheit im In- nern des angewendeten Ktirpers, bei unveriinderter Dicke desselben , der G3nguoterschied der beiden Strahlen ge- rade + Undulation gleich gemacht wird. 1st diese Er- kliirung richtig, SO muk man durch al1m;iliges Erwarmen genau dieselben Erscheinungen erhalten, ah durch SUC-

ceesive Reflexionen im Innern Free n e I’scher Rhomb&- der, nur mit dem Unterschie9, dab statt sprungweiser Verscbiedenbeit man hier einen continuirlichen Uebergang

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durch alle Grade der elliptischen Polarisation zu erwar- ten hat. Die Versuche bestatigen diefs nun vollkommen. Sie miissen natiirlich im einfachen Lichte angestellt werden.

3) E r s c h e i n n n g e n w j h r e n d d e s E r h i t z e n s a n d Abki ih- l e n s der G l i s e r .

Der in der folgendeu Abhandlung naher beschriebene Apparat, Taf. IV Fig. 1, wurde nach einer monochroma- tischen gelben Lampe gerichtet, so dafs die in I befind- liche, auf die Axe senkrecht geschnittene Kalkspathplatte die schwanen Ringe mit dem dunkelu Kreuz in voller Deutlichkeit zeigte, wenn der durch neues Erwarmen und Abkiihlen zur vdlkommenen Wirkungslosigkeit auf das polarisirte Licht gebrachte Glaswiirfel vor dem polarisi- renden N i c o 1 ’schen Prisma, also zwischen k und 0, ein- geschaltet wurde. Um ihn bequem iiber einer Lampe zu erbitzen, war das dreiseitige Prisma bc, der Trrger aller polarisirenden Vorrichtungen , so in seine Hiilse gesteckt, dafs diese nicht iiber, sondern neben der Stange sich befanden, man mufs sich die Lage derselben in der Zeich- nung daher urn 120° gerndert denken. In dem Ring m war ein Faden ausgespannt, um die Bewegung der Ringe vom Mittelpunkt weg oder zu ihm hin leichter beobach- ten zu k6nnen.

Ah die Lampe angeziindet wurde, fing das schwane Kreuz an, sich sogleich in der Mitte zo irffnen, die Kreis- bogen im zweiten und vierten Quadranten entferoten sich vom Mittelpunkt, wlhrend die des ersten und dritten sich naherten. Nach eiuiger Zeit entsyrachen die dunkeln Bo- gen der ungeraden Quadrnnteu geunu den hellen Rau- men der geraden, das Liclit war circular polarisirt, der Gangunterschied 4 Undulation. W’ahrend dieses Vor- gangs war, aufser den schwarz bleibenden Punkten aus der Mitte, das dunkle Kreuz imlner heller geworden. Als es d l i g verschwunden war, hatten die Bogen, an ihren Enden sich verkiinend, allmtilig sich so fortbewegt,

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dafs die zwei von dem Centrum ausgegangenen schwar- zen Flecke mit den sich nabernden Theilen aus den beiden andern Quadranten den durch vier helle Zwischenraume getrennten inneren Riog bildeten. Alle iibrigen Ringe verbielten sich eben so; die Kalkspathfigur hatte sich also gerade so umgestaltet,. als wenn das polarisirende Prisma um 90° gedreht worden wlre, das Licbt war also linear und senkrecht auf die Ebene der primitiven Polarisation polarisirt, der Gangunterschied der beiden Strahlen + Un- dulation. Bei weiterer Erwlrmuog, als der Gangunter- schied 8 Undulationen geworden, w a ~ . das Licht wieder circular polarisirt, our mit dem Unterschiede, dab nun die IRinge iin ersten und dritten Quadranten die naheren waren, die im zweiten und vierten die entfernteren, wo- bei die Richtung der Bewegung der Bogen in den ein- zelnen Quadranten natiirlich dieselbe blieb. Endlicb als der Gangunterschied eine ganzc Undulation betrug, hatte sich das weifse Kreuz wieder zti vollkommenem Schwarz verdunkelt ; die vorher getrennten Bogen schlossen sich zu ganzen Kreisen, das Licht war nach derselben Rich- tung geradlinig polarisirt als zu An fang des Versuches. Nun wurde die Lampe entfernt, und die entgegengesetz- ten Erscheinungen in regelmlfsiger Folge w8hrend des Erkaltens beobachtet ' >. 1) Grnz dieselbe Reihenfolge von Erschcinnagen lifst rich nrtiir-

lich auch durch allmilig gesteigerten Druck nnd Nachlrssen des- selben hervorbringen. Bei den von mir angcwrndtrn Schsibcn konnte iclr diesen in der Nihe des Angriffspunkts der Schrrube aber n u r bis zu einem Gangunterschied ron Undulation trci- ben. Bei st6rteren Druck plrtzten die Scheiben. Eben so ist es einleuclrtend, dafs wenn man eine gekiihltc Glrsscheibe, wel- che im weifsen Licht, VON Schwarz a u s p h e n d , regelmifsigc Farbenfolgen seigt, einschaltei, im einfrehen Licht in der Kalk- spathplatte dierclben Erscheiaungcn walrrgmommen werdrn, wenn man die Platle vor dcr Oeffnung des polaririrenden Prismrs l a g - sam vorbsi bewcgt. Die rerschictlen wirkcndcn Riums l iyeo , ie dicker die Plrtte ist, einandcr desto niber.

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Die Einwirkiing dcs allmglig vou Unteu nach Oben sich emarmenden Glases auf das einfallende Licht ist demnach folgende. Die zuerst geradlinig schwingenden Aethertheilchen fangen an in Ellipsen sich zu Offnen, de- ren Excentricitat immm mehr abnimmt, bis sie Kreise werden. Die vorher grOfsere Axe wird nun die kleinere, und umgekehrt. Mit zunehmender Excentricitst gehen die elliptischen Schwingungen in gerade iiber, welche senkrecht auf den anfanglichen stehn. Wahrend dieses ganzen Vorganges anderte sich der Sinn der Schwinguu- gen nicht, war er von links nach rechts, so bleibt er es. So wie aber die zweite geradlinige Schwingung in eine elliptische sich iiffhet, hat der Sinn der Bewegung sich umgekehrt, die Schwingung geschieht nun von rechts nach links, wenn sie vorher von links nach rechts geschah. Die Vibrationen gehen dann durch kreisfiirmige wieder in die anfanglichen geraden iiber.

Das aus dem Wiirfel austretetende Licht wurde nun dadurcb, d a t ein Glimmerblatt f von passender Dicke zwischen der Kalkspatliplatte und dein analysirenden Prisma eingeschaltet wurde , circular analysirt. Die Axe dieses Glimmerblattes lag so, da€s die Bogeustucke im ersten und dritten Quadranten vom Mittelpunkt entfernt waren, wenn der Wiirfel noch unerhitzt war, die Wirliuiig des- selben war also gerade entgegengesetzt der Wirkung des Wiirfels irn ersten Stadium der Erwvlnnung. Wenn, von diesem Punkte ausgehend, die Ringc ohne Kreriz mit dem schwanen Fleck in der Mitte sic11 gcbildet Batten, so trennte sich dieser bei steigender WZr1ne in zwei Flecke, welche sich im zweiten und vierten Quadrauten voui Mit- telpunkt entfernten, und, naclidem sie durch die Figur im circularen Lichte hindurchgegangen waren, sich wit den herankowinenden Bogeu aus deni ersten und dritteii Quadranten zu einem Kreis sclilossen , also das Ringsy- stem mit heller Mitte gaben, melches luau durch Drehung des polarisirenden Prisma u u 90° gleich zu Anfang er-

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589 halten hrben wiirde. Die weiter dem Mittelpunkt zu- schreitenden Bogen aus dem ersten und dritten Quadran- ten bildeten d a m die entgegengesetzte circalare Figur, und vereinigten sich zuletzt in der Mitte zu einem schwar- zen Fleck, wahrend alle Bogen zu Kreisen sich schlos- sen. Man wird in diesem Vorgaog die friiher beschrie- benen Erscheinungen der linearen Analyse als bedingen- des Element leicht wieder erkennen, ohne dafs es nsthig ware die Formhderung der Ringe, ehe sie in getrennte Bogen aus ein'ander brechen, nlber zu beschreiben.

Circulares Licht einfallen lassen, heifst nichts ande- res als zu dem durch den erhitzten WUrfel hervorge- brachten Phasenunterschied eine constante Grsfse, niimlich 2n-1 a n t 1 oder - Undulationen hinzu addiren, d. h.

4 4 den Ausgangspunkt des Versuches Bndern. Als ich da- her zwischen dem polarisirenden P r h a m d dem erhitz- ten Wiirfel das GlimmerbLttchen g einschaltete, erhielt ich bei h e a r e r Analgse die zuerst, bei arcnlarer die zu- letzt beschriebenen Erscheinungen von einem anderen Aus- gangspunkt beginnend.

4) Erache innngen in d e n v e r s c h i e d e n e n F a r b e n der S p e e trnm.

Die bisherigen Venuche wurden bei einfallendem einfachen Lichte angestellt, dessen Wellenlhge 1 war. Fur einen anderen Theil des Spectrum hat aber 1 ei- pen anderen Wertb. Bezeicbnen wir diesen mit A,, so wird, wenn:

o-e=mA o - e=m, A,

seyn , also :

m-m,=(o-e) -- . G 1 1 da -- - fur eine bestimmte Sobstanz eine constante 2 4

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C;rafse ist, so wird der Unterschied m-m, der Gr i i te o - e proportional s e p .

Dafs wenn fii. eine bes i imte Farbe das Licht dwch ein eingeschaltetes Klystallbliiltchen cucular polanjirt is t , es fii. die anderen Farben linear und entgegen- gesetzt circular polarisirt seyn kann, lrnd dafs der Unterschied zwischen den einzelnen Farben zunimmt mit der Dicke des Blaitchens und mit der &tens; iat der Doppelbrechung.

1st das aiifCallenae Licht fur die Mitte des Spectrum circular, so ist, wenn der Gangunterschied + fur diese Mitte, auch fur die aukersten Grhzen des Spectrum das Licht noch nicht linear. 1st es bei 4 Undulation Gangunterschied im Rothen bier linear, so ist es im Blau circular. Bei $ Gaiigunterschied im Hothen wird es, wenn es hier rechts circular ist, im Blau linear und im iiufsersten Violett links circular. Lineares Licht im Ro- then durch den Gangunterschied 1, giebt links circulares itn Griin, senkreclit darauf lineares im Iiidigo und nlbert sich im aukersten Violelt dein rechts rircularen , endlich links circulares im Roth durcli den Gangunterschied 4 giebt lineares irn Gelb, rechts circulnres, wo das Blau in Indigo ijhergeht , und darauf senkrecbt lineares bei dcni Brginn des Violett u. s. f.

Uiii diets durch Versuclie zu priifen, wurde ein gleichseitiges Yrisma von Guinand’schem Flintglase so auf- gestellt, daL nach Wegnabme der Collectivlinse p das rothe Eode des Spectrum gerade auf die Oeffnung e des polarisireliden N i c o 1 ’schen Prisma fiel. Hatte nun der Wiirfel bei allmaligem Erwlrmen die Erscheinungen hervorgebracht, welche einem Gangunterschied von $, 4, 3, Undulation entsptacbea, so wurden die andern Farben- strahlen in die Axe des Polarisationsapparates gebracht und die Versnderung der Kalkspathfigur untersucht. Diels honnte ohne Drehung des Prisma leicht erhalten wer- den, da vermittelst der Auszugsrbhre die Hbhe des In-

Daraus folgt also :

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struments, durch Bewegung der prismatiscben Staoge aber die Neigung desselben beliebig gegndert werden kann. Glimmerbliitter von verscbiedener Dicke wurden eben so wie der erbitzte Wurfel untersucbt. Am schhsten sieht man die Veraoderungen, wenn man, vom Violett anfangend, das Instrument in der AuszugsrOhre langsam durch die eiiizelnen Farben des Spectrum herabsinken lafst. Die allmiiligen Uebergange sind vou einem Ende desselben zum andern, von dem Farbenunterschied ab- gesehen, genau dieselben als die bei dem Erhitzen und Abkuhlen des Wurfels erhaltenen.

Eben so sind die Erscbeinungen, wenn man das auf- fallende Licht durch ein vor dem Kalkspath eingeschal- tetes Glimmerblatt circular analysirt, den fruher bescbrie- benen durchaus iihnlich. Statt der einzelnen Tbeile des Spectrum kann man sich bei diesen Versuchen natiirlich auch moophromatiecher Lampcn oder der Absorption durch farbige Gliiser bedieuen. Hat man durcb ein Blattchen von bestimmter Dicke iu einer Farbe das Licbt circular yolarisirt, so lrfst sich dadurch our bestilnmen, ob der

2n-1 Ganguntenchied der beiden Strahlen - , oder ob er 4

'5 Undulation ist. Priift man dasselbe BItittchen

aber in den verschiedenen Theilen des Spectrum, so er- halt man nach den eben er6rterten Versuchen R selbst bestimmt. Es versteht sich von selbst , dafs, wenn man durch Refraction Erscheinungen der Circularpolarisation im weifsen Lichte efhalten will, es anzurathen ist, die Dicke des Blattchens oder 'die Hartung des Glases so zu b'estimmen, dafs der Gangunterschied fur die mittle- ren Strahlen Undulation wird. Icb bediene mich zu dieser Bestimmung einer durch 'Kochsalz oder salpeter- saures Natron gelb gehrbten Weingeistllamme.

4

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592 5 ) F a r b e n e r s c h e i n a n g e n c o m b i n i r t e r K r y s t a l l e irn w e i -

f s c n L i c h t

Es ist nun leicht sich von den complicirten Farben- erscheinungen Rechenscbaft zu geben, welche man erhiilt, wenn man hinter einer seirkrecht auf die Are geschnitte- nen Krystallplatte ein der Axe paralleles Krystallblstt- chen von beliebiger Dicke einscbaltet. Da niirnlich fiir eine Farbe das Licht rechts circular, fIir die andere links, far eine dazwischenliegende geradlinig polarisirt wird, so werden die achwanen Biischel an ihren beiden Seiten sich verschieden Brben, - die Erscheinungen in den gera- den Quadranten sich mesentlich unterscheiden von den in den ungeraden, die Farbenringe m beiden aber von der Farbeufolge der Newton'schen Ringe wesentlich ver- schieden seyn. .-us den bekannten Werthen der Bre- chungsverhaltnisse, der Wellenllinge fiir die einzelnen Theile des Spectrum und der Dicke des Blsttcheus lafst sich die Erscheinung vorher bestimmen; sie Iafst sich aber auch empirisch nachweisen, menn man durch hufsetzen der Collectivlinse p des Ayparates das Spectrum in der Oelfnung des polarisirenden Nicol'schen Prisma e zu Weifs concentrirt, eine Besttrtipng, deren haufige Wie- derholung wegen der Lichtstkrke des Apparates aber nicht zu empfehlen ist.

6) F a r b e n ers c h e i n u n g e n i n 2 w i l l in g s kry s t a l l en.

Gehen wir von der kiinstlichen Combination zweier Krystalle zu den in den zvsillingsartigen Vemachsungen natiirlich vorkorninenden iiber, so baben wir diese in drei Klassen zu unterscbeiden: entweder namlich sind die Axen der verbundenen Individuen lothrecht anf einander, . oder sie sind einander parallel, oder rnachen irgeud ei- nen Winkel mit einander. Der Schnitt so11 immer senk- recht gelegt seyn auf die Axe des einen Individuum. Der erste Fall gabe unmittelbar die eben betrachteten Erschei- nungen, doch kommt er, so vie1 mir bekannt ist, bei

durch-

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durchsichtiger Krystall'e nicht vor, wHhrend der zweite nur bei zweiaxigen Krystallen zu Farbenerscbeinungen Veranlassung geben kann. 1st nimlich, wie z. B. bei dem Arragonit, ein sebr dunner Krystall in einem aodern so eiogewachsm, dafs seine krystallographische Axe pa- rallel liegt der des von ihm in zwei Theile getheilten Krystalls, so werden diese, weil die optiechen Axen die- ser Lamelle merkliche, wean auch kleine, Winkel mit den Begrsnzunpebenen * macben, fur das durch diese Axen gehende Licht als doppelbrechende Prismen wir- hen mussen, weil ihre' optischen h e n nicht in der Ebeoe der Axen der Lamelle liegen. Die ntihere Con- struction dieser von E r m a n beschriebenen nattirlichen Polarisationsapparate, welche die Ringsysteme wegen der Diinne dcr Lamelle in ungewObnlicher Gralse und we- gen der Schiefe der AustrittsflHche gegen ihre optiscben Axen sebr verzogen zeigen, erhtilt man auf optischem Wege dadurch, dab man diese ohae oorltiufige Pola- risation gesehenen Ringsysteme ihrer Grolse und Lage nach mit deneo vergleicht , welcbe vorher geradlinig po- larisirtes und ehen so nacbher aoalpsirtes Licht urn die optiscben Axen der einschlielsenden Individuen entwik- kelt, von denen das eine die polarisirende, das andere die analysirende Vorrichtung abgiebt. Dab diek letztere der Fall sey, gebt aufserdem daraus hervor, dafs, wenn man einen Turmalin vor dem im natnrlicben Lichte be- trachteten Krystall herumdreht , abwecbselod eins der Ringsysteme ohne Formiinderung verschwindet. Da aber die. Erscheinung bei Umkebrung des Krystalls dieselbe bleibt, so gilt dasselbe ftir das polarisirende Prisma, wo- mit auch die Intensitabihderungen der &age tiberein- stimmen, wenn man den Krystall mit blolsem Auge in geradlinig polarisirtem Lichte betrachtet Ein entschei- dender Beweis d a b , dab das hintere IDdividoum gerad- linig polarisiread wirkt, liegt, wie mir scheint, aber darin,' dais die mit blofem Aiige gesehenen Rioge, w a n man cir-

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culares Licht einfallen Ilfst , nicht die Form annehmen, welche diesem entspricht.

Der dritte Fall, dafs die Axe des eingewachsenen Blattchens unter irgend einem Winkel geneigt ist gegen die Ase des einschliefsenden Krystalls, ist auch fur ein- axige Krystalle von Bedeutung. Die dadurch hervorge- brachte Modificatiou des Ringsystems um die Axe des einschliefsenden Krystalls mufs iibereinstimmen mit der in zwei genau centrirten Platten, wenn zwischen ihned ein Krystallbliittcheu von bestimmter Dicke eingeschaltet ist. Da man hier das Blrttchen durch ein gleich wir- kendes eines andern Krystalls ersetzen kann, so Iafst sich dieser Fall ohne Schwierigkeit nachconstruiren.' Un- ter sieben, eine Abweichung von dem gew0hnlichen Ringsystem zeigenden Kalkspathplatten fand ich zwei, welche eine sehr regelmatige Figur gaben, namlich ein schwanes Kreuz mit einander abwechselnd berthrenden Curven, welche mir Kreise und Lemniscaten zu seyn schienen; die innerste Curve war vollkominen zu einer 8 geschlungen. Drelit man die Platte in ihrer Ebene, so besteht der innere Theil des Ringsystems aus vier drei- eckigen Rsumen. Ganz dieselben Erscheinungen erhielt ich, als ich zwischen zwei genau centrirte, das regel- mafsige Ringsystem gebende Platten ein Glimmerblatt von bestimmter Dicke einschaltete, und d i e t in seiner Ebene drehte.

7 ) V e r s u c h e i i b e r C i r c u l a r p n l a r i s r t i u n d u r c h a o J e r e 31 o d i f i c a t i o n an.

Von krystallinischen Substanzen des reguliiren Sy- stems habe ich, in Beziehung auf die Wirkung unglei- cher Temperaturvertheilung im Innern des Karpers, nur Flutspath untersucht. Das hierbei angewaudte Bruch- sttick war vollkommen farblos und durchsichtig, 1: 2011 lang, und von Hrn. Prof. W e i r s mir zu diesen Versu- chen anvertraut. Bei einer Hitze, wo im Glaswiirfel der

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Gangunterscbied + Undulation geworden war, zeigte es durchaw keine Wirkung anf geradlin$ polarisirtes Licht, obgleich ich, um den Wannetantencbied zu stei- gern, das obere Ende desselben durch Schwefehther fortwabrend abkUblte, wiibrend das untue anf der hei- fsen Stahlplatte stand ').

Transversal schningende Klanpcbeiben wirkten we- der anf linear noch auf circular einfallendes Licht Be- kanntlich bat aber Bi o t durch Longitudinalschwinggen laoger Glasstreifen einen Licbtscbein zwischen den ge- kreuzten Spiegeln crhalten. Obgleich mir bei den in dieser Beziehong aogestellten Versuchen das Krenz der Kalkspatbfigur sich zu bfhen scbien, so bedurfen doch diese Versucbe einer Wiederholang mit einem besseren akustiscben A; .*arat. - 1

., 8) U a t e r s c h i e d d e r W i r k u n g c i n e s r i c h e r r i r m e n d e n

und r i c h r b k i i h l e n d e n Glares. i Zwei quadratische, 3 Linien dicke Scbeiben von 11 +

und 13+ Linie Seite gaben bei dem Erbitzep zuerst rechts circulares, dann geradlinig polarisirtes Licbt, bei dem Ab- kUhlen aber, nachdem sie durch rechts circulares znm ge- radlinigen zuriickgekebrt waren, nocb ' links circulares. Der Grund dieser Erscbeinung ist folgender. Das un- tere Ende der auf der heifsen Stahlplatte erbitzten Glas- tpfel erlialtet, wenn die Lampe weggenommen ist, scbnel- ler als das obere, welchem aufserdem von dem unteren durch Leitung noch Warme zugeftibrt wird. Nach eini- ger Zeit wird daber die Mitte der Platte der w m s t e The3 derselben. Diese wsrmere Stelle riickt, da das auf dem scbnell abgektiblten Whnelei ter stebende un- tere Ende immer starker sich abkahlt, nacb Oben, bis endlich die obere Ecke die wbnere w i d DaB diets

1) B r e w r t e r rrgt in Betiehna8 rof die Frrbeo, welcbe Flub- rpatb dareh ratchar Abkiblcn erbhlt: Fliror spur.wor uery sli5hty a ffectcd

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wirklich der Grand der Erscbeinuog sey, sieht man, wenn man die sich abkuhlende Scheibe zwischen den gekreuz- ten Spiegeln betnchtet. Die vier weirsen Raiume der Diagonalen erlifschen naimlich nicht an der Stelle, an welcber sie sich bildeteo, vielmehr riicken die uoteren nach Oben, so daL das dunkle Kreuz sich in zwei Pa- rallelen verwaodelt, welche durch eine lothrechte Linie gescboitten werdeo. Endlich verdrsiogen die mittleren weifsen RPume die oberen, wiibrend die von Unten neu Biozugetretenen die untere Stelle einnehmen. Bei dem Erwlrmen, wo der untere Tbeil der Platte ilomer die bachste Wsirme bebielt, mufste natiirlich der Fortgang der Erscheioungen eiofacber seyn.

Die Wirkung eioer bestimlnten Stelle eines gekfihl- ten oder geprefsten Glases als circular polarisireoder Ap- parat i n den einzelnen Tbeilen des Spectrum giebt un- mittelbar die Beslimmungselemeote fur die Farbe, mit welcher es im geradlinig polarisirten Lichte erscheint.

V. Beschreibung eines Apparates fur geradhige, ell+tische und circulare Polarisation des Lich- tes; oon H. W: D o p e .

A u t einem gewilbnlichen dreibeinigen messingenen Fern- robrstativ mit horizontaler und verticaler Bewegung, des- sen Hbbe, da es eioe Auszugsrbhre cntb%lt, vermittelst einer Klemmschraube a ( T a t V Fig. 1) von 16 bis 25 Zoil vergrbtert werden kann, ist in einer Htilse h ein dreiseitiges, 2 F u t langes, in Parker Zoll und Linien ge- theiltes messiogenea Prisma bc verscbieblich. Dieses Prisma tragt hnf Scbieber s,, s,, s3, s4, s5, welche sich vermit- telst Klemmschrauben an jeder beliebigen Stelle der Scale &siren lassen. Zwei derselben, s2, ss, deren Vorder- ansicht in Fig. 2 in natiirlicber G r a t e besonders gezeich-

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