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Das Nachahmen der Doppelbrechung durch Glaslamellen.

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1207
8. Das Nachnhrrwn
der Doppelbreclmng durclh Glaslarnellen;
von Erndl l ’ e r l a n d a y .
I m Jahre 1908 stellte ich in der ungarischen Math. und
Physik. Gesellschaft ein Praparat vor, welches ich dadurch erhalten habe, da8 ich Glaslamellen nebeneinander legte und denselben eine schiefe Richtung gab (Fig. 1). Die Dicke der
Lamellen war 0,05-0,5 mm, die Form 24 x 10 mm.l) Das
Praparat zeigt eine an die Doppelbrechung erinnernde optische
Erscheinung. Zur Konstruktion des Praparates wurde ich
durch gewisse Lamellaritat gefiihrt, welche eich mir zeigte,
als ich die Kristalle, namentlich den Calcit, spaltete. Da
aber der Calcit in drei sich durchkreuzenden Richtungen
Lamellaritaten, Spaltungslamellen, parallel den Flilchen a, b, c
(Fig. 2) aufweist, so konnte ich mit Glaslamellen nur die eine
1) Solche.Glaslamellen babe ich mir zu diesem Zwecke schon im
Jahre 1899 von S t e n d e r in Leipzig und Elijnne & Muller in Berlin
kommen lassen.
1208
E. Terlanday.
Lamellaritat, also einen Komponenten der Struktur des Calcits
nachahmen. Ich muBte also erwarten, als ich das Licht durch
eine runde Offnung (Fig. 1, c) eintreten lieB, daB auch die
optische Erscheinung keine vollstandige Doppelbrechung, sondern nur eine komponentiale Erscheinung sein kann (naturlich
Fig. 2.
auch dies nur in ziemlich grober Form). Eine Photographie
zeigt die Fig. 3. Man sieht zwei Bilder der Lichtoffnung.
Fig. 3.
Das eine liegt rechts, das andere links von der Lichtoffnung,
rleren Stelle bei der Fig. 3 die Verbindungslinie der zwei hingesetzten Punkte anzeigt, und welche wir im folgenden Zentrum
nennen wollen.
Das rechte Bild ist nicht polarisiert, das linke Bild ist
polarisiert , und zwar geschehen die Schwingungen senkrecht
zu den Seitenflachen, eigentlich senkrecht zu den oberen
Randern der Glaslamellen (tTansversale Schwingungen). Auch
ein drittes Bild ist zu unterscheiden: es geht nlimlich ein
Lichtstreifen von dem linken Bilde gegen das rechte, und zieht
sich auch weiter nach dem rechten Bilde. Dieser Streifen
enthLlt bei deh mittleren Graden der Neigung der Lamellen
(gegen 57 O) nur wenige transversal schwingende Strahlen; die
Nachahmen der Doppelbrechung durch Glaslamellen.
1209
Schwingungen sind meist parallel den Seitentlachen. Ich stelle
das Praparat immer so, da6 die Neigung nach der rechten
Seite geschieht.
Die Erklarung dieser Erscheinung ist im allgemeinen sehr
einfach.') Das rechte Bild (Fig. 4, d ) entsteht dadurch, da6
ein Teil der Lichtetrahlen in die Glasmaterie selbst eintritt
und an der oberen Flache des Praparats aus den Kanten der
Lamellen hervortritt. Das linke Bild (s) und der Lichtstreifen
entsteht aus denjenigen Strahlen , welche in die zwischen den
Lamellen sich bildenden Zwischenraume (Intervalle) eintretend
die rechte Seite der Lamellen treffen und dort der gro6ere
s
c
d
Fig. 4.
Teil links gebrochen, der geringere rechts reflektiert wird. Der
gebrochene Teil bildet das linke Bild, der bei den einzelnen
Lamellen nach rechts reflektierte aber bildet den Lichtstreifen. Beide treten oben an den linken Seitenflachen der
Lamellen aus.
Es ist nun fraglich, ob die gefundeue Erscheinung mit
der Doppelbrechung der Kristalle wirklich in Zusammenhang
gebracht und das Prilparat als ein bifractor componentialis betrachtet werden kann.
I. Die Untersuchung der Glaslamellenserie bei verschiedener
Neigung.
Verkleinern wir die Neigungswinkel, so veriindern sich
die drei Rilder der Fig. 3 (Neigungswinkel ca. 57O) folgenderma6en. 1. B a s rechte Bild geht mit den Lamellen weiter
1) Eine Beschreibung habe ich in den ungar. ,,Math. 8s Phys. Lapok"
Budapest 1908. '7. p. 255 gegeben.
2) Mit dieser Frage babe ich mich in einem zweiten Referate beschtiftigt in den ungar. ,,Math. 4 s Phye. Lapok", Budapest 1911. 7.
p. 309-330.
E. Terlanday.
1210
rechts vom Zentrum und wird am Lichte immer schwacher,
d a es seine Lichtmenge immer mehr den zwei anderen Bildern
iibergibt. 2. B a s liiike Bild zieht sich rechts naher dern
Zentrum, gewinnt an Lichtstarke, und auch der ihm sich anschliellende Lichtstreifen wird heller , aber auch fortwahrend
kiirzer (Fig. 5). 3. B e r durch parallel schwingende Strahlen gebildete Lichtsheifen erfahrt eine wichtige Veranderung. Man
kann schon bei ca. 47O wahrnehmen, daB das linke Ende des
Lichtstreifens sich immer mehr regelma6ig abrundet und die
Strahlen sich dort, ein wenig links vom Zentrum, ansammeln (Fig. 6).7 Bei dem ca. 30. Grade fangt schon auch
Fig. 5.
Fig. 6.
die rechte runde Randlinie an sich zu bilden und es wird
klar, da6 der Lichtstreifen, wie er sich schon bei dem 57. Grad
zeigt, nichts anderes sei, als ein ausgedehntes Bild der runden
LichtGffnung. Dieses Bild ist beim 40. Grad noch gut von
dem linken Bilde zu unterscheiden, d a dasselbe etwas rechts,
niiher dem Zentrum steht; bei den kleineren Graden fallt es
aber immer mehr mit dem sich dem Zentrurn naihernden linken
Rilde zusarnmen.
Vergrollern wir die Winkel uber 57O, so zieht sich 1. das
rechte Bild links gegen das Zentrum und wird immer heller,
die zwei anderen Bilder immer dunkler, d a das Licht immer
mehr von den Glaslamellen selbst aufgenommen wird. 2 . B a s
linke Bild zeigt eine wichtige Veriinderung. Bei ca. 66O ver~
~
1 ) Die Figg. 5 und 6 sind Photographien desselben Priiparates
(Neigung 31O); der Nicol stand 30 cm weit vom Priiparat. Es schlieDt
sich hier an das rechte Bild ein separater Streifen an, welcher mit demselben verscliwindet , und welcher durch die Abspiegelung des rechten
Bildes von den Lamellen und auch dadurch entstanden, daB bei grolerer
Neigung unten in die Lamellen von der Seite Strahlen eintreten konnen.
Nachahmeit der Boppelbrechung durcii Gladamellen.
121 I
liert es die scharfe Randlinie, dehnt sich aus und zieht sich
mehr und mehr gegen die rechte Seite, so dal3 schon bei dem
75. Grad links vom Zentrum nur wenig von ihm zu sehen ist,
nach rechts aber streckt es sich weiter als der parallel
schwingende Lichtstreifen. 3. Ber parallel schwingende Lichtstreifen bleibt, wie beim 57. Grad, nachst dem Zentrum etwas
rechts und verkurzt sich von beiden Seiten.
C
d
C
d
I
I
I
Fig. 7.
I n diesen Veranderungen der drei Bilder charakterisiert
sich das linke Bild, eigentlich der transversal schwingende
Teil des polarisierten Lichtes, auffallend dadurch, dab derselbe
bei den niederen Graden an der linken Seite sich befindet,
bei den grolleren aber auf die rechte Seite ubergeht, wahrend
der parallel schwingende Teil mehr in der Umgebung des
Zentrums verbleibt (bei den niederen Graden etwas mehr an
der linken, bei den gro6eren an der rechten Seite).
Die zwei polarisierten Lichtteile lassen in dieaem ihren
Verhalten eine Analogie erkennen mit den zwei Bildern der
E. Terlanday.
1212
doppelbrechenden Kristalle, welche besser zum Vorschein
kommt, wenn wir das unpolarisierte rechte Bild durch Beschwilrzen der Kanten der Lamellen verschwinden machen.
Die Fig. 7 zeigt die zwei Lichtteile bei einem Neigungswinkel
von ca. 47O, die Fig. 8 aber bei einem von 7 5 O . Der transversal schwingende Lichtteil ist oben, der parallele unteq.
C zeigt das Zentrum, d die Stelle des rechten Bildes. Die
Cd
Cd
Fig. 8.
Figuren konnte ich so anfertigen, da6 ich zur Hilfe der direkten
Beobachtung mehrere photographische Aufnahmen gemacht
habe. Das rechte Bild la6t sich bei gro6eren Graden nicht
gut ausschlie6en.
Jene Stellung der zwei polarisierten Lichtteile, welche die
Fig. 7 anzeigt, konnen wir nach der Analogie der Kristalle als
optisch positive charakterisieren, die der Fig. 8 aber als optisch
negative. Nach dieser Analogie entspricht der transversal
schwingende Teil also dem autlerordentlichen, der parallel
schwingende dem ordentlichen Bilde der Kristalle.
flachahmen der Boppelbrechung dwch Glaslamellen.
12 13
Diese Analogie wird verstiirkt durch eine Erscheinung,
welche wir erfahren, wenn wir uns mit dem Nicol nach links
vom Zentrum wenden. Wir sehen, da6 die zwei Bilder der
Fig. 7 sich immer mehr nach links ziehen, und das parallel
schwingende nahert sich immer mehr dem linken Bilde, so
dab es mit demselben fast zusammenfallt. Ahnliches zeigt
sich auch beim Calcitrhomboeder (Fig. 2), wenn wir die zwei
Bilder immer mehr von der Richtung der optischen Achse
beobachten. Es la6t sich so wahrnehmen, daB bei der Glaslamellenserie die optische Achse senkrecht auf die Seitenflachen
der Lamellen steht, und wir erhalten in dieser Richtung an der linken Seite des Praparates - wirklich nur ein unpolarisiertes Bild.
Gehen wir mit dem Nicol rechts VOID Zentrum, so ziehen
sich auch die zwei Bilder nach rechts und fallen beilaufig an
der Stelle des rechten Bildes zusammen. Die Glaslamellenserie laBt also senkrecht auf die optische Achse auch noch
eine andere charakteristische Richtung unterscheiden, welche
sich auch bei den Kristallen dadurch charakterisiert, daB in
derselben die zwei polarisierten Bilder iibereinander zu stehen
kommen.
Um das Gesagte mit Hilfe mathematischer Formeln weiter
zu beleuchten, nehmen wir eine
dickere (ca. 3 mm) Glasplatte,
welcher wir gegen den einfallenden Lichtstrahl verschiedene
Neigung geben. Die Erscheinung
bei ca. 50° zeigt die Fig. 9.
Es kommen an beiden Seiten
in der Richtung der Pfeile drei
Bilder zum Vorschein.
Das
untere der linken Seite ist sehr
hell und zeigt groBtenteils transversale Schwingungen; das der
1
rechten Seite ist nicht so hell
Fig.9.
und enthalt mehr parallele. Die
zwei hoher liegenden Bilder sind der Reihe nach schwacher und
enthalten immer reiner nur parallele Schwingungen.
Bezeichnen wir nun den Einfallswinkel mite, das Brechungs-
E. Terlanday.
1214
verhaltnis mit n, die Intensitat des einfallenden Strahles mit J,
so ist nach F r e s n e l die Intensitat des gebrochenen (J')und
des reflektierten (J")Strahles
1. bei den in der Einfallsebene vorgehenden (transversalen)
Schwingungen:
- sins e - n2 cog e
.J "= 1/n%
fr
[Y i F Z i i G +
n2
cos e
I'-
4, ;
2. bei den den Seitenflachen parallelen Schwingungen:
l/n%
- sinYc
- cos c
I/n*- sin? e
+ cos e
1'.
J,.
Aus diesen Formeln bekommen wir far die Intensitat der
Bilder bei e = 50°, R = 1,52:
T a b e l l e I.
Linke Seite
~-
Transversale
Schwingungen
1
0,9925
2
0,00001395
3
0,0000000001
Parallele
Schwingungen
0,010767
Rechte Seite
Transversale
Schwingungen
0,003 721
1
Scl?$~!&n
0,091 576
Geben wir der Glasplatte eine Neigung von 75O, so zeigen
sich fiinf Bilder (Fig. 10). Das unterste der linken Seite ist
nicht so hell wie bei 50", enthalt aber so wie dort gro6tenteils transversale Schwingungen. Das unterste Bild der rechten
Seite ist heller als dasselbe beim 50. Grad, enthalt viele parallel und auch transversal schwingende Strahlen ; auch das
zweite Bild enthalt ziemlich transversale Schwingungen. Die
Formeln geben fur e = 75O, n = 1,52 folgende Daten:
Abchalirnen der Boppelbrecliung durch Gladamelfen. 1215
T a b e l l e 11.
75O.
n = 1,52.
Linke Seite
Rechte Seite
Trensversale ~ P a , r a lTransversale
~ ~
Scbwingungen Schwingungen Schwingungen
Parallele
Schwingungen
~
;1
3
5
I1
0,35062
0,10567
0,40759
0,05 835
0,08 439
O,l4 303
0,009 711
0,009 389
0,023805
0,000001 102
0,001 616
0,00001044
0,003 9 6 1
0,00000001 226
0,0002689
0,0000001 162
0,0006593
18:0:::
0,00009904
I
CJ=/?J
+ .Ju u ’[ P ‘ +
p‘3
+
p‘5
+ . . .]
Fig. 10.
und fur die der linken Seite:
C ” =U f / ’ . T [ l + p’z+ p”+
. .
.]
3.Terlanday.
1216
Gleiche Reihen geben die Formeln (2) fur die parallel
schwingenden Strahlen.
Aus diesen Reihen bekommen wir fur e = 50°, n = 1,52:
T a b e l l e 111.
S O @ . ?t = 1,52.
1
Transversale Schwingungen
Links
0,9925
Rechts
0,0075
-IL1./. 1
Parallele Schwingungen
0,78975
Rechta
-.-
0,21025
Die Summe der linken Seite ist also bei beiden polarisierten Strahlen gro6er als die der rechten Seite.
So 1a6t sich auch der Winkel aufsuchen, bei welchem die
Intensitaten an beiden Seiten die gleichen sind; wir finden
ihn beziiglich der parallelen Schwingungen zwischen 71 O 20‘
und 71 O 30’, fur die transversalen Schwingungen zwischen 82O
und 83O. 1st der Wert des n kleiner, z. B. 1,5, so wird der
gesuchte W inkel bei den parallelen Schwingungen groBer sein
(liegt zwischen 71° 30’ und 72O), bei den transversalen aber
kleiner (liegt zwischen 8 1 O und 02O).
Legen wir nun an die linke Seite der Glasplatte (Fig. 9,
Neigung 50°) eine andere, so werden viele transversal schwingende Strahlen nach links durchgehen; so entsteht bei dem
Praparat das linlre Bild. Die parallelen Schwingungen werden
minder durcbgelassen und mehr reflektiert. Legen wir daher
eine zweite Glasplatte an die rechte Seite der ersteren und
dazu noch andere Platten, so werden die parallelen Schwingungen nicht weit nach rechts sich fortptlanzen konnen, d a
sie bei jeder Platte etwas bedeutender senkrecht nach oben
reflektiert werden (Fig. 11) und so den nicht weit vom Zentrum,
etwas schon rechts, sich befindenden Lichtstreifen des Praparates hervorbringen. Die transversalen Schwingungen gehen
auch rechts leichter durch die Platten als die parallelen, d a
aber nach rechts nur ein kleiner Teil derselben reflektiert
wird, so zieht sich dieser Streifen zwar weit, ist aber ziemlich
schwach.
Dieeen Verhaltnissen entsprechen die zwei Bilder Fig. 7
(Charakter der Doppelbrechung optisch positiv).
Nachahmen der Boppelbrecliung durch Gladamellen.
1217
Setzen wir zu der Glasplatte Fig. 10 (75O) an der rechten
Seite eine zweite, so werden die parallelen Schwingungen noch
bedeutender wie bei 50° nach oben reflektiert und es entsteht
ein minder ausgebreitetes Bild rechts in der Nahe des Zentrums.
Fig. 11.
Die transversalen Schwingungen werden bei diesen Graden
schon mehr als bei 50° von jeder Platte nach rechts reflektiert,
und obwohl die Summe der Intensitaten bei einer Platte an
der rechten Seite nur 0,19091 4, (Tab. IV), an der linken Seite
aber O,8098OJ,, ist, so zeigen sich doch diese Strahlen bei
dem Praparat bei 75O und 0,15 mm dicken Lamellen schon
vie1 mehr an der rechten Seite. Dieses Ubergehen der Strahlen
auf die rechte Seite geschieht bei den diinneren (0,05 mm)
Lamellen noch frliher. Es ist bemerkenswert, daS das untere
Bild der rechten Seite, welches bei der ersten Platte mehr
parallel schwingende Strahlen enthalt, bei 75 O nach der vierten
Platte schon mehr transversal schwingende Strahlen zeigt. Da
also die transversalen Schwingungen leichter durchgehen , so
kommen dieselben (je dunner die Lamellen und gro6er die
Grade) weiter nach rechts zu liegen, als die parallel schwingenden Strahlen.
T a b e l l e IV.
75O.
Trrnsversale Schwingungen
Links
0,80980
I
1
Rechts
0,19091
Annslen der Phyeik. IV. Folge. 39.
n = 1,52.
1
~1
/
Parallele Schwingungen
Links
0,42062
I
1
Rechts
0,57938
71
~
1218
3.Terlanday.
Diesen Verhaltnissen entsprechen die zwei Bilder der
Fig. 8 (Charakter optisch negativ).
Gehen wir bei den Versuchen der Figg. 9 und 10 mit
dem Nicol links, so ziehen sich die Bilder nach unten und
nahern sich dem untersten Bilde, und verschwinden von dem
obenstehenden angefangen der Reihe nach. Geschieht die
Beobachtung senkrecht auf die Platte, so bleibt nur das
unterste Bild und ist unpolarisiert. Gehen wir mit dem Nicol
rechts, so vermehren sich die Bilder, ziehen sich nach oben
und nahern sich einander so, daB sie endlich in eine helle,
sich fortwahrend verkiirzende Linie zusammenschmelzen.
11. Der Unterschied in der Doppelbrechung und der Struktur
zwischen der Qlaslamellenserie und dem Calcit.
Da die Doppelbrechung der Glaslamellenserie nur eine
komponentiale Erscheinung ist, so zeigen sich mehrere Unterschiede von der Doppelbrechung des Calcits: 1. Es ist ein
unpolarisiertes Bild vorhanden. 2. Die polarisierten Bilder
sind nicht ganz rein, sondern es gesellt sich zu ihnen eip
Lichtstreifen , oder sind die Bilder selbst streifenformig ausgedehnt. 3. Das ordentliche Bild (der parallel schwingende
Lichtteil) liegt nicht ganz piinktlich im Zentrum. Das au8erordentliche Bild (der transversal schwingende Lichtteil) steht
sowohl rechts wie auch links regelma6ig etwas weiter vom
Zentrum als bei den doppelbrechenden Kristallen.
Wir wollen hier bemerken, da6 wir bei dieser Vergleichung
die Erscheinung des Calcits wegen der Analogie in jener Eauptebene (Fig. 2 , A B C) betrachten miissen, welche die zwei
stumpfen Winkel der oberen rhombformigen Flache halbiert.
Es ist nun eine wichtige Frage, welchen Einflu6 auf diesen
Unterschied der Unterschied in der Struktur ausiibt.
I. Einen wichtigen Unterschied macht die groBe Feineinheit
der Struktur der Kristalle. Damit ich deren EinfluB untersuchen konnte, machte ich mir Praparate aus verschieden
dicken Lamellen, und zwar: 0,5 mm, 0,15 mm, 0,05 mm. Ich
konnte folgendes wahrnehmen.
Das nicht polarisierte rechte Bild enthalt bei den diinnen
Lamellen weniger Lichtmenge, da sich bei diesen viele
Zwischenraume bilden. Das Licht wird in den Intervallen
Xachahmen der Doppelhrechung durch Glnslamellen.
12 19
der Polarisation ausgesetzt und es konnen sich so auch bei
den diinnsten Lamellen, wo die Absorption doch groBer ist,
beide polarisierten Bilder sehr schon zeigen, falls die Lamellen
sorgfaltig gereinigt sind.
Die Bilder breiten sich bei den dlinnen Lamellen weniger
in einem Streifen aus. So z. B. bei den 0,5 mm dicken Lamellen
gehen die parallel schwingenden Strahlen nach rechts bei 57 O
ungefahr 30 mm weit vom Zentrum, bei den 0,15 mm-Lamellen
nur 18mm, bei den 0,05mm 14mm. Auch die transversalen
Schwingungen strecken sich bei den dunnen Lamellen weniger
nach rechts aua.
J e dunner die Lamellen sind, urn so friiher, d. h. bei
kleineren Neigungswinkeln, gehen beide polarisierten Strahlen
auf die rechte Seite iiber. So verliert das ordentliche (parallel
schwingende) Bild, welches bei kleineren Graden an der linken
Seite zu finden ist und sich ziemlich gut abrundet, bei diinnereii
Lamellen schon gegen den 30. Grad seine scharfe Randlinie,
wahrend bei den dickeren erst gegen 50°. Die transversal
schwingenden Ytrahlen gehen in groBerem MaBe erst bei den
groberen Winkeln auf die rechte Seite uber, aber doch fangt
der Rand des linken Bildes bei den diinnen (0,15 mm) Lamellen
schon gegen den 67. Grad an, und bei den 0,05-Lamellen noch
fruher (gegen den 65. Grad) trube zu werden, wahrend bei den
dickeren (0,5 mm) derselbe bei ca. 70° noch gut zu sehen ist.
VergrOSerte ich die Intervalle, so breitete sich der Lichtstreifen aus, wenn ich aber die Lamellen mittels Schrauben
zusammenprefite, so verschwand gleich der rechte Endteil des
Lichtstreifens. PreBte ich die Lamellen besser zusarnmen, so
fing das rechte Bild an seine runde Form zu verlieren und
breitete sich links bis zum Zentrum aus. Das linke Bild
bleibt langer unverandert, dann aber wird es etwas schwacher
am Licht, und der zwiechen demselben und dem Zentrum
liegende Teil etwas heller. Das groBere Zusammenpresseu,
wobei einige Teile der Lamellen sehr naha aneinander kommen,
scheint fiir ein klares Auseinanderlegen der beiden Arten der
polarisierten Strahlen nicht giinstig zu sein.
11. Ein zweiter Unterschied ist die MehrzahE der Lamellarituten bei den Kristallen. Urn deren EinfluB zu untersuchen,
machte ich mir Praparate aus etwas schmaleren (24 x 6mm)
77
1220
3.Terlanday.
Glaslamellen (Neigung ca. 57 O), und legte zwei solche Priiparate
so ubereinander, daB die Lamellaritaten, oder besser gesagt,
die auf die Kanten der Lamellen gezogenen Normalen miteinander - wie beim Calcit - einen Winkel yon 78O 7'
bildeten') (Fig. 12). . Die Pfeile zeigen zugleich die Richtung
der Neigung der Lamellen.
Man sieht vier Bilder, deren erstes (1) aus dem linken
Bilde des unteren Praparates durch Brechung nach links ent-
Fig. 12.
standen ist, und ist rein polarisiert mit auf die Lamellen des
oberen Praparates transversalen Schwingungen, ist aber ziemlich schwach, da nur ein kleiner Komponent des linken Bildes
in diese Richtung fallt. Das zweite Bild (2) ist dadurch aus
dern linken Bilde entstanden, daB dessen Licht durch die
Lamellen dea oberen Praparates rechts geleitet wurde. Dieses
Bild zeigt groBtenteils mit den Kanten des oberen Praparates
parallele Schwingungen, aber auch ein wenig transversale. Das
dritte (3) und das vierte (4) Bild sind aus dem rechten Bilde
1) Ich babe das obere Priiparat auf dem unteren umgedreht, und
so die Lamellarittiten miteinander in verschiedene Winkel gestellt. Diese
Resultate beschrieb ich in den Blattern der uogariscben Math. u. Physik.
Gesellschaft (7. p. 302-330. 1911.)
Nachahmen der Doppelbrechung durch Gluslamellen.
122 1
des unteren Praparates entstanden, und zwar das dritte durch
Brechung nach links, deswegen transversal (also dem z weiten
Bilde entgegengesetzt) polarisiert, das vierte durch Weiterleiten nach rechts in den Lamellen, und ist nicht polarisiert.
Es zeigen sich auch Lichtstreifen, welche aus den Bildern und
Lichtstreifen des uu teren Praparates durch Brechung nach
links, durch Reflexion nach rechts und durch Weiterleiten in
den Lamellen nach rechts entstanden sind.
Bei diesen Praparaten wird das Licht sehr schwach,
darum habe ich Praparate aus ganz schmalen (1,5mm) Glaslamellen gemacht. Bei diesen Praparaten ist es auffallend,
daB das linke Bild bei den mittleren Neigungswinkeln keine
Fortsetzung in einem Lichtstreifen hat; das Licht dringt hier
namlich nur durch wenige Lamellen durch, und so werden die
transversal schwingenden Strahlen fast alle nach links durchgelassen. Hingegen die Strahlen mit parallelen Schwingungen
bilden einen hellen Lichtstreifen. Bei den gro6eren Neigungswinkeln (ca, 70 O) breiten eich auch die tranversal schwingenden
Strahlen aus und gehen dann auf die rechte Seite iiber.
Ich legte drei bis vier von solchen Praparaten so iibereinander, daB sie abwechselnd einen Winkel von ca. 78O miteinander bildeten. Die entstehende Erscheinung ist zwar verwickelt, aber 1aBt sich leicht ableiten nach folgenden Regeln.
Das obere Praparat nimmt das Licht von dem untereu
derart an, daB es aus demselben den seinen Lamellen parallelen Komponenten nach rechts reflektiert, wodurch ein Lichtstreifen entsteht , welcher also durch diese parallelen Schwingungen die groBte Lichtstarke erhalt, der transversale Komponent aber fehlt fast ganz. Der zuriickbleibende Teil des
Lichtes wird bei den kleineren und mittleren Graden nach
links gebrochen, welcher also durch transveraale Schwingungen
seine groBte Lichtstarke bekommt, der parallele Komponent
aber das schwachste ist. Ein anderer groBer Teil des von
dem unteren Praparat iibergebenen Lichtes wird durch die
Lamellensubstanz nach rechts geleitet.
Es laBt sich ferner wahrnehmen, daB das nicht polarisierte
rechte Bild verhiiltnismiiBig schwacher wird, und es beginnen
die mittleren Bilder (Fig. 12, 2. 3.) die hellsten Bilder der Erscheinung zu werden.
1222
E. Terlanday.
111. Einen dritten wichtigen Unterschied zeigt die Struktur
der Kristalle von den kunstlich gemachten zusammengesetzten
Praparaten darin, daB bei den Kristallen die Lamellaritaten
sich gemeinschaftlich durchkreuzen. Die Folge davon ist , da8
der Calcit im Innern auf kleine Rhomboeder geteilt wird und
es entstehen in der Struktur sozusagen neue geometrische Verhaltnisse. Es bilden namlich die kleinen Rhomboeder Kolonnen
(wie dies die Fig. 13 anzeigt), welche sich so neigen, wie die
Kanten des gro6en IChomboeders selbst, und die Achsen der
Fig. 13.
einzelnen Kolonnen laufen parallel mit der A B C-Hauptebene
des Calcits (Fig. 2). AuBerdem bilden die Kolonnen regelmaUige Reihen, welche mit der Hauptebene teils parallel gehen
( A B , A , B,, A , B,, . .) (Fig. 14), teils auf dieselbe senkrecht
stehen (CD, C, a,, C, U,, . .).
Die Reihen CB, C, U,, . mit ihrer Neigung nach rechts
entsprechen je einer nach rechts sich neigenden Glaslamelle
des Praparates und werden , wie die Lamellen, entsprechend
ihrer Neigung eine polarisierende Tatigkeit auf das Licht ausuben. Beziiglich dieser Polarisation nehmen wir in Betracht,
daB die Reihen CB,C, U,, . ein Resultat der Durchkreuzung
zweier Lamellaritiiten sind, und so konnen wir jene Erfolge,
welche wir im vorigen bei dem zusammengesetzten Praparate
..
..
Nachahmen der Boppelbrechuny dumb Gladamellen.
1223
(p. 1221) erhalten haben, auch fur diese Polarisation ausnutzen,
wenn wir in Berechnung nehmen, da6 bei dem Praparate die
Lamellaritaten sich nicht durchkreuzen sondern nur aufeinander folgen.
A
Es sei in der Fig. 15 a b ein Stuck der Seitenflache einer
Lamelle. An der Stelle dieses Stuckes treten zwei neue
Flachen a c und b c auf. Die Lamellaritaten iibernehmen aus
dem von unten kommenden Lichte die zwei parallelen Komponenten a c und b c und reflektieren dieselben' nach der
rechten Seite. Da aber dies von beiden Lamellaritaten gleichzeitig geschieht, so bildet sich fur die Beobachtung von oben
und rechts ein Komponent z y (Fig. 15), welcher mit a 6 parallel
steht, und
3+
"y = Q C C O S 90 - 7
(
bccos(90
- ;),
d. i., dem von a b reflektierten parallelen Komponenten gleich
ist. Der ilbrige Teil des Lichtes wird (bei den ca. 57 und
kleineren Graden) nach links durchgelassen der also einen
solchen gro6ten Komponenten haben wird, welcher auf a b
transversal steht.
Urn dies auch unmittelbar beobachten zu konnen, habe
ich mir ein Priiparat aus solchen Lamellen angefertigt, wie
dies die Fig. 16 zeigt. Durch Nebeneinanderlegen von mehreren
E? Terlanday.
1224
solchen Lamellen erhielt ich bel A B eine Flache, welche ein
reflektiertes polarisiertes Bild (a) und ein gebrochenes (b)gegeben,
welch letzteres wegen der Unregelma6igkeiten der Lamellenkanten keine Polarisation zeigte. Dann habe ich die Kanten
Fig. 15.
Fig. 16.
der Flache A B einzeln an beiden Seiten so abgeschliffen, dab
statt der Kantenflache zwei Seitenflachen entstanden sind.
Durch dieses Abschleifen, da die Lamellen dunn waren, sind
viele UnregelmaBigkeiten aufgetreten , wo aber sich doch eine
neigende Flache zeigte, welche das Licht zu reflektieren vermochte, dort waren die Verhaltnisse der Polarisation dieselben
wie in dem vorigen Falle (Fig. 16, a und I ) .
Auch die Durchkreuzung der dritten Lamellaritat zieht
eine wichtige Veranderung in der Struktur nach sich. Diese
schneidet die zwei vorigen Lamellaritaten so durch (Fig. 13),
daB horizontale Intervalle entstehen. Dadurch wird verursacht,
wie die Figg. 13 und 1 7 andeuten, da6 die in die Glaslamellen
eintretenden Strahlen uicht in denselben verbleiben, sondern
durch die Intervalle austretend dem polarisierenden EinfluB
der Lamellaritaten ausgesetzt werden.
Ganz gut la& sich dies durch ein Praparat zeigen, bei
welchem die Lamellen so iibereinander gelegt sind, daB dieselben an dem rechten und linken Ende eine schiefe Ebene
bilden (Fig. 18). Die Strahlen konnen sehr leicht sowohl bei a
wie auch bei c in senkrechter Richtung durchgehen, so dab
das Bild bei a und c sich heller und mit scharferer Randlinie
zeigt wie bei b.
Nachahmen der Doppelbrechung durch Gladamellen.
1225
Dieser Durchgang der Strahlen durch die Intervalle zieht
mehrere Folgerungen nach sich. 1. Das Entstehen des unpolarisierten rechten Bildes ist bei solcher Struktur unmiiglich.
2. Die zwei Arten der polarisierten Strahlen nehmen sowohl
nach der Brechung wie auch nach der Reflexion an den linken
Seitenflachen ihre Richtung senkrecht nach oben, und sie
c
I
h
n
23
Fig. 17.
Fig. 18.
werden in der Mitte der Struktur durch die Intervalle ebenso
durchgehen, wie dies die Figg. 13 und 1 7 bei den eintretenden
Strahlen zeigen. Das Resultat davon ist, daB die Strahlen
sich weder links noch rechts so weit ausbreiten konnen, wie
bei dem einfachen Praparat, sondern werden sich ungefahr
dort, wo sich bei dem einfachen Praparat das Maximum der
Intensitat aufweist, in groSerer Menge ansammeln, nur aber
ruckt diese Stelle nilher dem Zentrum. 3. Das Verhalten der
zwei Arten der polarisierten Strahlen ist aber nicht gleich.
Die parallel schwingenden Strahlen werden in groBerer Menge
in senkrechter Richtung durchgehen und sich naher dem
Zentrum ansammeln, d a diese sehr vielfach in den Lamellen
und in den Intervallen reflektiert werden (Figg. 9 und 10).
Die transversal schwingenden Strahlen konnen weiter durch
die Lamellen so nach links wie auch nach rechts durchdringen,
da aber auch diese durch die Intervalle in senkrechter Richtung
durchgehen, so entsteht auch dieses Bild naher dem Zentrum
ale bei dem einfachen Praparat.
1226
E. Tedanday.
Wir haben im vorigen bei dem aus den schmalen (1,5 mm)
Lamellen gemachten Praparat bezuglich des linken Bildes ein
Beispiel dafur gesehen, daB sich kein Lichtstreifen bildet,
wenn die Strahlen in einer Richtung in groBerer Menge durchgehen konnen (p. 1221). Andererseits gibt es Cttlcitrhomboeder,
welche ziemlich rein sind, aber im Innern einen Bruch zeigen,
und laSt man in dieser Richtung das Licht durchgehen, so
senden die Bilder auch hier je einen Lichtstreifen aus, welche
so polarisiert sind wie die Bilder selbst. Es wird durch den
Bruch der regelmabige, reichlichere Durchgang in einer und
derselben Richtung verdorben.
111. Einige Bemerkungen uber die Intervallensubstanz der
Kristalle.
Betrachten mir, wie sich die Kristalle, z. B. Salzkristalle,
aus einer Losung bilden, so erfahren wir, da6 die Bildung
iiberall in der Losung vorgeht und es zeigen sich an den in
die Losung gelosten Piiden uberall kleine Kristalle, die meisten
aber an den unteren Teilen des GefaBes; eine feine Kruste
bildet sich auch an der Oberflache der Losung. Ich habe
eine Salzlosung so verdampfen lassen, dab ich dieselbe wahrend
des Erwarmens geruhrt habe, so daB sich an den Wanden
und dem Boden des QefaBes keine Kristalle bilden konnten.
Die Losung wurde nach einiger Zeit triibe, dann milchartig
wei0 und undurchsichtig, dann aber breiartig, endlich, als das
Wasser ganz entwichen ist, habe ich einen Haufen bekommen,
welcher leicht in kleinere Korperchen zerfiel, welche so ausschauten wie der Schneegries. Diese (irieskorperchen sind
aber sehr klein, sie zeigen kleine glanzende Ellachen, kleine
schuppenartige Gebilde, sie sind kleine Haufchen von Kristallen.
Diese Kristallhaufchen bildeten sich schwebend in der Losung , 80 wie die Schneeflocken oder die Schwefelblume , bei
welchen das Losemittel die Luft bildet. Es gibt auch andere
Beispiele dafiir, daB sich Kristalle in der Losung schwebend
bilden konnen. - Bei einem anderen Versuche habe ich in
eine Salzlijsung Glasplatten treppenartig nebeneinander , dann
andere in einer Entfernung von 5-10 mm ubereinander gestellt.
Nach einer langeren Zeit fand ich, daB die ersteren entsprechend der Tiefe immer reichlicher mit einer Kruste be.
Nachahmen der Doppelhechung dwch Glaslamellen.
1221
setzt waren, von den Ubereinander stehenden aber zeigte die
oberste die dickste Kruste; auch waren die oberen Flachen
der Platten bedeutend reichlicher besetzt als die unteren. 1st
die Entfernung der iibereinander stehenden Platten eine geringe
(2-3 mm) und stellte ich die Platten in ein kleineres GefaB,
wo leichter feine Stromungen entstehen konnen, so bildet sich
eine reichlichere Kruste auch in den Intervallen, und es konnen
auch die unteren Flachen der Platten (am meisten in der
Nahe der Rander) eine Kruste bekommen; aber auch jetzt
wird die oberste am starksten bedeckt. Es ist ohne Zweifel
und es lassen sich auch noch andere Versuche dafiir anstellen,
dab bei der Kristallbildung ein gewisses Herabsinken vorgeht :
es miiseen sich schwebend in der Losung Kristallchen bildeu
und so groB anwachsen, da6 sie sich in der Losung nicht mehr
halten konnen und herunter sinken.
Das Bilden der groBeren Kristallchen geschieht iiberall in
der Losung, am meisten aber, wie es scheint, in den dichtesten
Schichten (falls Stromungen dies nicht modifizieren), also in
der Nahe des Bodens und der Wande des GefaBes, in der
Nahe eines in die Losung gestellten fremden Korpers (zwischen
zwei zueinander nahe stehenden Glasplatten, zwischen den
feinen Fasern der Faden) und auch in der obersten diohten
Schicht der Oberfliiche der Losung. Wird die Losung durch
Verdampfen der Losemittel weiter verdichtet, so erhalten die
Kristallchen endlich eine solche GroBe, daB sie sich in der
Losung nicht mehr halten ktinnen und werden sich mit ihren,
schon etwas grotler gewordenen Seitentlachen ablagern. - Es
beginnt also jetzt ein zweiter ProzeB, namlich der AblagerungsprozeB. Es sind dabei Kohasionskrlfte tatig, und die Kristallchen lagern sich orientiert ab.
Wir mussen also in der Bildung der Kristalle zwei Prozesse unterscheiden: die Bildung der schwebenden Kristallchen
in der Losung selbat, und den AblagerungsprozeB, obwohl
eine Aneinanderlagerung auch schon in der Losung selbst
(z. B. beim Umruhren der Losung) vorgehen kann, und es
zeigen hier die verschiedenen Substanzen ein verschiedenes,
fur die Substanz charakteristisches Benehmen.
Ich konnte eine gewisse Art der Ablagerung auch schon
bei den sehr diinnen (0,05 mm) Glaslamellen wahmehmen.
1228
E. Terlanday.
L A & man solche Lamellen ins Wasser herabsinken, so lagern
sich oft 2-3 Lamellen so vollkommen ubereinander, daB man
sie nach dem Herausnehmen fSr ein Stiick halt und schwer
voneinander getrennt werden konnen. Nur aber zeigen sich
in solchen Fallen immer Farbenringe, da von dem Losemittel,
auch wenn wir destilliertes Wasser anwenden, zwischen den
zwei Lamellenflachen als Intervallenmaterie immer etwas zuriickbleibt. Aber auch das konnte ich wahrnehmen, daB bei
den aus dunnen und rein geputzten Lamellen gemachten Priiparaten nach langerer Zeit wieder viele der Lamellen zusammenklebten, durch eine Intervallenmaterie, welche, wie es scheint,
aus der Luft aufgenommen wurde. Bei den dickeren (0,19 mm)
Lamellen kommen solche Beispiele selten vor, denn das Losemittel kann diese schwereren Lamellen nicht mehr 80 gut zusammenpassen , und es bleibt eine reichlichere, aber lockere
Materie zwischen den Lamellen ubrig; der Intervall ist demzufolge breiter und es losen sich solche Lamellen leicht ab.
Ahnliche Verhaltnisse miissen auch bei der Ablagerung
der Kristallchen vorhanden sein, da diese doch schon etwaige
Seitenflachen besitzen, und e8 werden sich zwei solche Flachen
durch das zwischen ihnen vorhandene Losemittel nicht nur
orientiert aneinander ablagern, sondern es bleibt immer auch
ein Rest von dem letzteren, welcher dann die Intervallenmaterie
bildet. Wo die Kristallchen gro6er sind, oder wo eine Flache
bei einem und demselben Kristallchen ausgedehnter ist, dort
bildet sich auch ein groBerer Intervall. Es konnen aber bei
der Bildung der Intervalle naturlich auch andere Umstande,
z. B. die der Warme, der Losemittel, einen EinfluB ausuben.
Diese Art der Kristallbildung ermoglicht uns, die Natur
der Intervallenmaterie, das Verhalten zwischen den Brechungsquotienten der Mineralmaterie und der Intervallenmaterie in
Betracht zu nehmen. Wird die letztere als ein Rest der Losemittel angesehen, so muB dies im ganz tijlgemeinen Sinne genommen werden, denn auch bei den zusammenklebenden
Lamellen findet sich kein Wasser, sondern nur eine die Flacbe
triibende Substanz. Die Intervallenmaterie kann wohl etwas
von der Materie des Minerals, welche an der Bildnng der
Kristallchen nicht teilnahm, enthalten, aber auch mehrere gasGjrmige aus der Losung aufgenommene Substanzen. So ist es
Nachahmen der Doppelhechung durch Glaslamellen.
1229
natiirlich, da6 dieselbe einen anderen, wahrscheinlich kleineren
Brechungsquotienten hat, als die Substanz der kleinen Baukristallchen.
Um diese Verhaltnisse weiter zu untersuchen, machte ich
mir ein Praparat aus Glaslamellen derart, da6 ich die Intervalle mit Kanadabalsam ausfiillte und eine Glasplatte zur
Basisflache setzte, mit einer andern aber die Oberflache bedeckte. Ich erhielt ein sehr schijn durchsichtiges Praparat,
aber es zeigte nur ein Bild, und zwar in der senkrechten
Richtung. Ein anderes Praparat legte ich in das Wasser;
das linke Bild zeigt sich jetzt nicht mehr so gut polarisiert
und kommt naher dem Zentrum zu liegen, das rechte Bild
wird etwas schwacher, die Streifen werden kiirzer und im
Umfange des Zentrums heller.
Da das Brechungsverhaltnis (n) zwischen Wasser und Glas
ca. n = 1,14 ist, so sehen wir, da6 bei diesem kleinen n eine
Scheidung der zwei Arten der polarisierten Strahlen noch vorhanden sein kann, es bleibt aber die Erscheinung mit der
Verminderung des n nicht mehr ganz rein. Einen bedeutend
gro6eren Wert fur n anzunehmen (z. B. n = 1,52), scheint aber
auch nicht entsprechend zu sein, denn es wiirde dann z. B.
beim Calcit ein grofier Teil des Lichtes von der horizontalen
Lamellaritat abreflektiert (Fig. 17, x1 ZJ. Am gunstigsten erscheint der Wert ca. n = 1,17, und dieser kleine Wert ist der
Natur auch deswegen entsprechend, da ein Bruch im Innern
eines Minerals bezltglich der Brechung des Lichtes schon sehr
betrachtliche Differenzen hervorbringt.
Wir sind im vorigen zu dem Schlu6 gekommen, da6 auf
die Bildung der Intervalle, auf die Dichtigkeit der Intervallenmaterie die GrijBe der Baukristallchen und die GrijBe der
einzelnen Flachen dieser Kristallchen einen wichtigen Einflu6
ausiiben. Dies bewirkt in Verbindung mit den verschiedenen
Ablagerungsformen das Entstehen der verschiedenen Hauptformen der doppelbrechenden Strukturen.
(Eingegangen 23. September 1912.)
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