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Betrachtungen und Versuche ber die Theorie von der Einerleiheit der Licht und strahlende Wrme erzeugenden Wesen.

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und monatlichen Aenderungen fiir die sich dalnit Befassendeo groftie Aufmunterung gewahren.
II.
Betrachlungen und Versuche iiber die Theorie von der Einerleiheit der Licht und strahZende Wiirme eneugenden Wesen; oon H m .
Me Zlo ni.
(Ann. de
chim.
c t de
phys.
T,LIX p. 418.)
U n t e r den Hypothesen, weIche zur Erklarung des strahlenden Warme ersonnen sind, giebt es eine ;iukerst einfache, welche neuerdings durch IJrn. A m p e r e sehr sinnreiche Abautlerungen und Entwicklungen erhalten hat ').
Sie bestebt darin, die strahlende Warme als eine Reihe
von Wellen zu betrachten, die durch die Erzitterungen
der heifsen Kilrper erregt werden. Diese Wellen wiirdeu langer als die Lichtwellen seyn!, wenn die Warmequelle dunkel ist; allein bei Quellen, die zugleich warmend und leuchtend waren, wiirde es immer eine Gruppe
von Wellen geben, die gleicbzeitig die beiden Eigenschnften des Warmens und des Leuchtens besaken. Dieser
Betrachtungsweise zufolge wiirde demnach zmischen strahlender Warme und Licht kein wesentlicher Unterschied
bestehen. Eine sehr ausgebreitete Reihe Aetherwellen
wurde, wenn sie auf die verscliiedenen Theile unseres
Korpers fiele, das Gefiihl der W l r m e erregen; eine mehr
beschrankte Anzahl derselben Wellen ware dagegen mit
der Fahigkeit begabt, die Netzhaut in zur Erregung der
Lichtempfindung geeignete Schwingungen zu versetzen.
Von dem plirtzlichen Uebergang der reiu wzrmenden Wellen in kiinere, die zugleich warmen und leuchtell, hattg ma0 bisher noch keine Ursache angegeben, bis
I ) S. Annal. Bd. XXYI S. 161.
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Hr. A m p i r e in den Erscheinungen, welche der unmittelbare Durchgang irdischer W l r m e durch W a s s e r darbietet, cine sehr annehmliche auffand.
Erhitzt man eine Eisenkugel zu vcrschiedenen Ternperaturen und nahert sie einem selir empfindlichen Thermoskop, das hinter einer 3 bis 4 Millimeter dicken Schicht
reinen oder mit irgend einem Salz beladenen Wassers
steht, 80 giebt das Thermoskop keine Anzeige von Erwarmung, so lange die Metallmasse dunkel bleibt; ,so
wie aber dieselbe entschieden rothgluhend wird , zeigt
es einen schwachen Warrnedurchgang an.
Nun enthalt das Aiige eine gewisse Menge wYfsriger Feuchtigkeit;
es finden also dieselben Absorptions- und TransmissionsVorgange im Ianern dieses Organes statt, es llilst nur
den Wellenzug der leuchtenden WYrme zur Netzhaut gelangen.
I n d e r hnnahmc von der Identitat beider W e s e n
begreift man leicht, warum die Warmestrablen sich in
gerader Linie fortpflanzen und warum sie uiiter Wiukeln
gleich den Einfallswinkeln reflectirt werden.
W a h r ist’s, dafs sich zwiscben Licbt- und Warmestrahlen, in Betreff der Fortpflanzungsweise, bei Ankuiift
a n der Oberflache durchsichtiger Kdrper, gleichviel ob
starrer o d e r flussiger, eine grofse Verschiedenheit zeigt;
deun von der strahlenden W a r m e dringt blofs ein Theil
unmittelbar, wie das Licht, durch den Kdrper, wahrend
ein anderer sich langsam FOU Schicht zu Schicht fortpflanzt.
Allein diese Erscheinung kann man bis zu einem gewissen Punkt durch die Aunahme erklaren, die gemiihnliche
geleitete W a r m e bestehe in einer Schwingungsbewegung,
welche den vorderen Theilchen des Mittels durch Aetherwellen von allen Langen eingepragt, und darauf nach
und nach bis zur Hinterflache fortgepflanzt .wird * ).
1 ) D i e Fortpflanzungsweise der gewohnlichen geleiteten Wiirnia
(chnleur de conducfibilifk), betrich-tet a h a u s Molecular-Vibration
cntsprungen, bietet mit den Schwingungrbewegllngrn, welche der
Scball in wggharen Substanzen und dar Licht im Aether erzeugt
4m
Die beiden specifisclien schr verschiedenen Transparenzen, welche man bei Korpern in Bezug auf Lichtund Warmestrablen wahrniinmt, finden ihre Erklarung
durch Betrachtungen, die sich aus der verschiedenen Lange
der Aetherwellen ergben. So Iarst sich begreifen, warum
gewisse Substauzcn, obwohl vollkommen klar, doch schr
wenig diatherman sind, wenn inan aunimmt, dafs sie alle
dunklen Wellen, deren Intensitatssumme vorausgesetztermaLen grufser als die der LichtwelIen bis zu den Strahlungen der hellsten Flrrmlnen , auffangen. Andererseits
begreift sich die Diatbermanitat gswisser vollkommen opaker Mittel in der Voraussetzung; dals sie besonderen
Gruppen dunkler Wellen den Durchgang gestalten.
Ohne Zweifel genuit die Identitats - Hypothese zur
cine r e h r werentliche Verscliiedenlreit dar. B e i dcr langsamen
Fortpflansung d c r gewohnliclien W i r m e verlieren n j m l i c h die
zuerst ertiitrtcn Punkte i h r e T e m p e r a t u r n u r allmilig, u n d diese
Teruperatut bleibt i m m e r hdlier alr d i e , welche nach und nach
zu dem iibrigcn Theil des KBrpers gelangt, wenigstens so Iange
cine andere Urrache j e n e P u n k t e nicht abkiililt; bei d e r Fortpflanzung des Schalls u n d d e s Liclits theilen dagegen d i e zuerst
erschiitterten Punktc alle i h r e Bewcgirng sogleich d e n benachbarten Punkten m i t , , u n d s i e gelangen zur R u h e , bir ein neuer
Impuls sie abermalr errchiittert. Ea bildet sich so cine W e l l e ,
welche sieh m i t grofrer Sehnelligkeit fortpflanzt, u n d es herrscht
n u r in denjenigen Punkten Eewegung, w o sich f i r den Augenblick dicse Schnll- o d e r Lichtwelle befndet.
Diesen auf d e m
ersten Blick nach d e r Uodulationstheorie unerklirlichen Unterrchied hat Hr. A m p e r e zu erkliren gesucllt, in cincr Abhandlung, die zoerst i n der Biblioth2que uniuerselle ( M a i 1832) be( S i e h e dierr Annal. Bd. XXVI S. 161.
krnnt gemacht ist.
NIit einigen Zusjtzen ist diese Abhandlung hernach auch i n den
Anrral. de chinr. et de phys. Aprilheft 1835, erschienrn.)
Hr
A m p & r e Gndet die Ursache der Verschiedenhcit swirclien d r r
langsrmen Fortpflanznng d e r W i r m e u n d d e n librigen S c h w i n gungsbewegungen i n d e r von ihm gemachten Unterrcheidung von
Vibrptiooeo, welche die Korpermolccz2e gegen einander auriibcn,
und von Vibrationen d e r A t o m e , aus welchen jedes Moleciil bes t c h t . Diese beidan Schwingungsarten k6nnen s o w o h l einzeln
als eugleich in den VtxschiedcneIi P u n k t e n d e r Kcirper stat1finden.
-
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Erkliirung einer grofsen Anznhl allgemeiner Thatsachen.
Sie wurde indefs nicht alle besondrren Falle umfassen,
rind selbst recht starken Einwurfeii nusgesetzt sepn, wenn
inan sich mit ihr auf eine numerische I)iscussion der Transmissionsverscche einlassen wollle. Alleiu ich halte es
fur ijberfliissig iiber diesen Gegenstaiid weiter in Detail
eiozugehen, denn die Erscheinungen, welche ich sogleich
beibtingeu werde, zeigen bis zur Evidenz, d a b Licht und
W a r m e directe Wirkungen zweier vcrschiedenen Ursachen sind.
Zersetzt man ein Biindel Sonoenstrahlen durch eiii
Steinsalzprisma, und inikt den Warmegrad der verschiedeneu Zonen des Spectrums voin starkst gebrochenen
Theile an bis zuu) wenigst gebrochenen, so findet man,
d a b die Temperatur vom Violett bis zuin Rotb zuoimmt,
ja nocL wlchst in den dunkeln Raum liinein bis zu eiiiem Abstande fast so grol's wie der des Rolh vom Gelb;
darauf ninimt sie rasch a b , und wenn man die dunkle
Zone erreicht hat, die urn ein Drittel der Lznge des Lichtspectrums vom Hoth enlfernt ist, hiirt alle merkliche
Warmewirkung ganz auf.
Bekanntlich werden die Aetherwellen desto starker
gebrochen, je kurzer sie sind. IU dem diinkeln Theile
giebt es nur reine Wlrmewellen, welche sich urn so uiehr
verkiinen, als man sich rnehr der rotlien Griinze nahert.
111 dem leuchtenden Theile flhrt die Verkiinung der W e l len noch fort vom Roth bis zum Violett; vergessen wir
aber nicht, dafs nach der Identitats-Theorie jede einfache Farbe aus einer W e l l e entspringt, welche gleichzeitig und durch dieselbe Schwingungsweise Licht und W a r m e
erzeugt.
Lafst man nun alle Theile des Specfrums durch eine
2 bis 3 Millimeter dicke, zwischen Glasplatten eiugeschlossene Wasserschicht gehen, und d s t die Temperatur der
ausfahrenden Strahlen, so findet 'man das Temperaturmaximum und die letzte dunkle Grlnze nlher a n der ro-
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tlien GrZnze. Nocb deutlicher zeigt sich dieses, wenn
dic TVasserschicht dicker ist. Bei einer 4 Millimeter
dicken Schicht hndet sich jenes Maximum auf der rothen
Zone. Fshrt man fort die Uicke der dazwischen geselzten Wasserschicht zu vergrbfsern, so sieht man das Maximum aiicli fortwahrend in derselben Richtung vorriickttn,
und snccessiv a u f die verschiedeoen Theile des Koth,
Orange und Gelb iibergehen. Es findet sich am Anfange
des Griin, wenn die Strahlen eine Wasserscbicht von 300
Millimeter Dicke durchdrringen habeu.
Die dunkle Granze h d e t sich alsdano der rothen
G r l n z e weit mehr geniiliert als beim Norinalspectrum ;
allein es ist doch noch zwiscben beiden ein wahrnehmbarer Zwischenraum, und dieser ist bei der 8 bis 10 Millimeter dicken Wasserschicht nothwendig grbfser. W i r
schliefsen daraus, d a t ein Tlieil der voo der S o m e ausgesandten dunkeln W a r m e ziemlich dicke Schichten von
W a s s e r durchdringt, und ohne Zweifel durch die w&
rige Fliissigkeit des huges zu der Netzhaut gelangt, ohiie
daselbst die Empfindung von Licht zu erzeugen.
Allein fahren wir fort in der Auseinandersetzung dcr
Verlnderungen, welche die Eioschaltung durchsichtiger
Substanzeo in der W a r m e - uod Licht-Beschaffenheit des
Soonenspectrums hervorbringt.
Nimint man statt des Wassers eine einfache Glasplatte, so erhalt inao dieselbeu Veranderungen, nur in
einem weniger ausgedehnten Maafsstabe, d. b. die aufserste dunkle Granze des Normalspectrums und das Maximum der Temperatnr riickeo gegeo den starkst gebrochenen Theil weniger v o r als bei einer Wasserschicht voo
gleicher Dicke I ) .
1) In
rneiner ersteo Abhandlung fiber den Durchgang der W i r m e
durch starre und fliisrige Korper habe ich gezeigt, w i e man sic11
dic veschiedcne Lage dcs Tcrnperatur-Maximums in den durcli
Prismcn aus versehiedenen Subrtanzen gebildeten Snnnenspcctris
erkljren l a o n e . (Siehe diese Ann. Bd. XXXV S. 359 u. 559.)
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111 beiden Fgllen bleiben die Verhtiltnisse der LicIltIntensittit zwiscben den verschiedcnen Theilen des Spectrums unverandert, wegcn der vollkommenen Durchsichtigkeit der VOD den Sonnenstrahleu durchdrungeneu Mittel.
So wie man aber das farblose Glas durcli eiu farbiges ersetzt, wird das Lichtspectrum ganz verandert.
W e u d e t man z. B. ein blaues Kobaltglas an, SO verschwinden das Orange, ein grofser Theil des Griio, etwas vom
Blau und die Mitte vom Rotb, und das Spectrum bestebt alsdann aus einer Reihe mehr oder meniger breiter
und mehr oder weniger lcuchteoder Zonen, untermengt
wit dunkeln Streifen.
Ein s c h h violettes Glas l6scht in der Regel das
Gelb und Orange aus, und hinterlaht auf der eiuen Seite
D i e eben angefiihrten Versuche beweisen augenscheinlich,
d r f s die Lage dieses Maximurns nicht blob von dcr Substanr,
sondern auch von d e r mitileren Dicke des Prismas olhSngen
ruufs. UN sich davon zu Gberreugen, braucht man our cin grofscs, hohles, mit W a s s e r geriil1tr.t Psisma zu nclrnien, u n d einen
Tlieil seiner Seitenfljchen d e r LSnge nach ruit einer undurchsichtigen Platte zu bedecken, so dnfs es blofs auf Seite des brechendeu Wi nk el s frci bleibt. Mil'sst man nun d i e Temperaturen
der verschiedenen Z o n e n des Spectrums, SO s i r h t man, dafs d a s
W j r m e m a x i m u m , welcher rich beim ganz unbrdeckten Prisma
irn Gelben befand, sich, wenn die F l j c h e theilweis durcli d i e
Platte bcdeckt w i r d , dem rothen E n d e n i h e r t , u n d twar desto
mehr, als der Theil, welelMr auf Seite d e r Kante cntbliifst bleiht,
kleiner ist.
Diese Variationen finden sich m e h r odcr weoiger
stark auch bei Anwendung Y O U Prismen atis anderen durchsichtigen, stamen oder fliissigen Kiirpern, fehlen a b e r ganz u n d gar
bei Anwendung von Steinsalz. Es folgt daraus. dars diese Subs t a n r , welche alle W i r r n e s t r a h l e n irdischer Abkunft mit gleiclrer
Jotensitit durchliljt. auch eben $ 0 beim Durchlafs d e r Sonnenstrahlen die StZrkrverliiltnisse dcrselben nicht indert. Deshalb Iiielt i c h
es fGr zweckmbfsig niich zur Dispersion d e r S o n n e n w j r r n e eines
Steinsalzprismar zu bedienen, und darauf die V d j n d e r u n g e n zu
studiren, die durch Dazwischensetzung durchsichtiger Herper in
den relativen IntensitSten d e r gcbrochenen Strrlilen hervorgebracht werden.
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das Rotli, und auf d e r andern nur dns Blau und
Indigfarbe. Eiu rotlies Glas gestattet endlich iiiir
rothen Strahlen den Durchgang, und f Q t alle tihrifast vollstaiidig auf.
Studirt man nun die W;irnievcrtheilung in den hellen und duiikelii Zonen, welche iu diesen verscliiedenen
Xblnderungcn des Spectruiiis so wunderlich gepaart sind,
so findet man, d a k die Wlrinestarke je iiach der Natur
des Glases melir oder weniger geschwacht ist, dafs aber
das Maximum hestsndig eine fast gleiche Lage behalt und
dafs zu beiden Seiten desselben die Temperalur in den
iiur
die
den
gen
successhen %onen mit der groysten Regelmabigkcit abnirnmt. Ungeachtet d e r Eiuschaltung farbiger Glaser
nimtnt also die W a r m e - Intensitst vom Violett zum Roth
fortwahrend zu, wshrend die Licht-Intcnsitfit sehr uugeregelte Veranderungen erleidet, eine gegebene Zone bald
stlrker, bald schwacher ist als die nzchstfolgende.
Sehen wir a b von dein, was in dem dunkeln Theile
vorgeht, und ricliten unsere Auftnerksauikeit auf die Veranderungen in dem sichtbaren Theil des NormalspecIrums,
wo jede Lichtzone von einer Warmezone gleicher Brechbarkeit begleitet ist. W a s sehen wir dort? Einerseits
farblose Mittel, welche keine W i r k u n g auf die Licht.
strahIcn ausiiben, dafiir aber die Intensitat der begleitenden W5rrnestrahlen ganzlich iiudern. Andererseits fzcrbike Mittel, welche die Starke der Lichtstrahlen ganz und
gar vertiudern, dagegen aber die Regelmafsigkeit in den
entsprechendeo Warmestrahlen ungestilrt lassen.
Wiirden nun die W a r m e - und die Lichtwirkungen
durch eine und dieselbe Bewegung der Aethertheilchen
erzeugt, so ist klar, dafs eincr Kraftverringerung in einem
gegebenen Strahle einfachen Lichts eine genau proportionale Verminderung in dem Warmestrahl von gleicher
Brechbarkeit entsprechen miitte. Allein die Intensitalsveranderungen, welche durch Dazn-ischensetzung farbloser und farbiger Mittel in den beiden W e s e n bervorge-
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bracht werden, entsprechen sich n u r nicht in dem ganZen hellen Theil des Spectrums, sondern Iaufen einand e r oft gaoz zuwider. Mitbin verdauken Licht und strahlende W a r m e ibre unmitlelbare Entstehung zweien verschiedenen Ursachen ).
Diels angenommen, begreift man die Mbglichkeit eincr vollstandigen Trennung von Licht and Warme. Sie
ist mir auch bei irdischem Feuer und bei Sonnenstrahlen
vollkommen gelungen. Das Trennungsverfahren ist %ufserst einfach. ES besteht darin, dafs man die Strablung
leuchtender Quellen durch ein System von klarcn Karpern geben I3fst, welches die WarmestrabIen vollstandig
absorbirt, die Lichtstrahlcn aber nur zum l'heil ausliiscbt.
Die einzigen , bisber von mir angewandten Substanzen
sind W a s s e r und eine besondere Art grinen, durch Kupferoxyd gefarbten Glases. Das reine Licht, welches zu
diesem System ausfshrt, viel' Gelb enthiilt, aber dennoch eine blaugriine Farbe besitzt, wirkt nicht warmend
auf die ernpjindlichsten Therrnoskope, selbst wenn man
es durch Linsen so concentrirt hat, dufs cs eben so gliinzend ist wie das directe Sonnenlicht.
I)
Diese beiden Ursachen sind ihrerseits vielleicht verschiedene
W i r k u n g c n einer einzigen entfernteren Ursache.
Der Schluf~,
d c r m i r so einleuchtend aur meinen Versuchen hervorzugehen
scheint, sprichl also keincswegs gegen die Undulationstlreorie,
w o r i n m a n vorausSetzt, Licht u n d W i r r n e cntspringcn aus Bewegnngen, die dem Aetlier durch die Molecular-Vibrationen d e r
leuchtenden u n d der heirsen K a r p e r eingeprigt wcrden.
Nur
muf: man in diescr Theorie vorausretzen, dafr die Licht- n n d
d i e WSrmestrahlen aus zwei werentlich verschiedenen A b h d e rungen d e r Daseynsweise des Aerhers bestehen.
2 ) Hier wurdc alle Wirrne zuriickgehalren u n d Lieht durchgehssen;
d e n umgekehrten F a l l , w o das Licht vollstSndig absorbirt u n d
blols W a r m e durchgelassen w i r d , wilrde, nach Hrn. M c l l o 1 o n i's eigenen Erfahrungen, beim schwarzen G h s c , beim schwarzen G l i m m e r u n d bci; der senkrechten Kreuzung gewisser Turmaline stattfinden. (S. Annal. Bd. XXXV S. 404 u n d 633.)
P.
__Ic_
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