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Erwiderung auf Hrn. W. Voigt's Bemerkungen zur elliptischen Polarisation des von durchsichtigen Krpern reflectirten Lichtes

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E. Wernicke.
Es war versucht worden, die Losung durch Hinzufiigen
von iiberschiissigem Chlorkalium wlhrend des Erwilrmens
gesattigt zu erhalten. Dioser Versuch misslang, da die L6sung beim Erhitzen nicht homogen blieb, sondern Schlieren
bildete.
Die E’ahigkeit der gcnannten Salze , die Entwlsserung
anderer zu beschleunigen, lZiest sich z. B. auch am Eupferchlorid beobachten, doch ist die hier eintretende Farbenilnderung fur optische Beobachtungen nicht giinstig.
Es sei mir gestattet, meinen hochverehrten Lehrern,
Hrn.Geh. Rath Prof. Dr. G. W i e d e m a n n , sowie auch Hrn.
Prof. E. W i e d e m a n n meinen herzlichsten Dank auszusprechen fiir die mannigfache Unterstiitzung und Forderung, die
aie mir bei Ausfiihrung der vorliegenden Untersuchung
haben zu Theil werden lassen.
XVIII. E r w i d e m n g nuf Hrn. W. VoBgt’s
Bernerktmgen mr elliptischen PoZarCsatima des
a m dwrchsicktigen K&pern. rejlectirtem LBchtes;
v m W. W e r w B c k e .
I m 31. Bande dicser Annalen erhebt Hr. W. V o i g t
Einwiirfe gegen einen aus meinen Untersuchungen gezogenen
Schluss und leitet daraus mehrere, die Ursache der elliptischen Polarisation betreffende Folgerungen ab. Die von mir
im 30. Bande mitgetheilten Versuche haben zu dem Resultate gefiihrt, dass das Vorhandensein der durch Poliren entstandenen Oberflachenschicht dadurch angezeigt wird, dass
der Haupteinfallswinkel vom Arc. tang. des Brechungsindex
des untersuchten Korpers wesentlich verschieden ist, und
dass nach geeigneter Behandlung der Oberflache die Schicht
ao weit entfernt werden kann, dass der Brechungsindex mit
der Tangente des Haupteinfallewinkels iibereinstimmt. Ob-
Elliptische Polarisation.
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wohl die Aenderung des Winkels erheblich war, so zeigte
sich doch keine erhebliche Verminderung der Ellipticitbt.
Hieraus schloss ich, dass die Ursache der letzteren nicht die
durch das Poliren hervorgebrachte Oberflhchenschicht sein
kann.
Gcgen diesen Schluss wendet sich Hr. Vo i g t, indem er
zunachst die Unzulassigkeit der Hypothese erklart, ,,dass der
B r e w s t e r 'sche Polarisationswinkel nur eintreten kann, wenn
keine Oberflitchenschicht vorhanden ist." Den Begriff der
Oberflachenschicht aber fasst hier Hr. Voig t im allgemeinsten
Sinne des Wortes, wahrend dem Sinne und dem Wortlaute
meines Satzes nach die durch Poliren entstandene Schicht
zweifellos gemeint ist. Die genannte Hypothese habe ich weder
ausgesprochen, noch stillschweigend benntzt, bin mir vielmehr
immer der Moglichkeit bewusst gewesen, dass ein allmahlicher
Uebergang des einen Mittels in das andere bei einem passend
gewahlten Uebergangsgesetze eine hinreichende Uebereinstimmung vom Haupteinfalls- und Polarisationswinkel auch bei
gleichzeitig vorhandener Ellipticitat bewirken kann. Die
Prioritat der Benutzung jener Hypothese gebiihrt also nicht
mir, sondern Hrn. Voigt.
Zur Begriindung seiner Einwande berechnet Hr. Voig t
Intensitat und Phasendifferenz des von einer sehr diinnen
Schicht - der muthmasslichen Oberflachenschicht - reflectirten Lichtes nach N e u m a n n in bekannter Weise. Die
Rechnung zeigt , dass die Ellipticitht nicht gleichzeitig mit
dem Zusammenfallen von Haupteinfalls- und Polarisationswinkel zu verschwinden braucht, sondern eine Grosse e r s t e r
Ordnung ist, wenn der Haupteinfallswinkel bis auf zwei t e
Ordnung genau durch B r e w s t e r ' s Definition gegeben ist.
Gegen dieses Resultat, sowie gegen die betreffenden Formeln habe ich nichts einzuwenden, auch nicht gegen die der
Rechnung zu Grunde gelegte, der Wirklichkeit durchaus
entsprechende Hypothese, nach welcher die Oberfkchenschicht als homogen betrachtet wird; desto mehr aber gegen
den Schluss, den Hr. Va i g t aus dem Resultate seiner Rechnung zieht. Derselbe lautet namlich : ,,Diese Entwickelung
(die eben angedeutete Rechnung) zeigt also die M o g l i c h -
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W. Wernicke.
k ei t , dass eine merkliche Oberflachenschicht und daher eine
merkliche elliptische Polarisation noch vorhanden ist, obwohl
die Beobachtung die Uebereinstimmung von Haupteinfallsund Polarisationswinkel ergibt, und hiermit ist meines Erachtens die Beweiskraft der W e r n i c ke'schen Versuche hinfallig geworden."
Meines Erachtens enthalt diese Entwickelung nicht die
Moglichkeit, sondern den Beweis, dass Hrn. Voi g t ' s Schluss
unrichtig ist. Dies folgt streng aus den Zahlen fiir die Phasendifferenzen, welche ich in den Tabellen der letzten Arbeit
mitgetheilt habe, in Verbindung mit Brn. Voigt's Formeln.
Die letzteren zeigen nilmlich, dass die Ellipticitat - bei Abnahme der Dicke der Oberflachenschicht -, wllhrend der
Haupteinfallswinkel dem Polarisationswinkel sich nahert,
kleiner und in der N l h e des letzteren sehr klein wird. Den
beobachteten Zahlen - fur deren Qenauigkeit ich einstehe zufolge findet das Oegentheil statt: die Ellipticitat ist nach
Beseitigung der Schicht , wo der Haupteinfallswinkel dem
Ang. tang. des Brechungsindex gleich gefunden wird, nicht
nur nicht sehr klein, sondern recht bedeutend, sogar grosser
als vorher. Nicht darauf komrnt es an, ob die Ellipticifat
eine Grosse erster Ordnung ist, wenn der Unterschied zwischen Haupteinfalls- und Polarisationswinkel von zweiter ist ;
sondern auf die Beantwortung der Frage: Wie gross ist die
EllipticitBt , wenn der Unterschied beider Winkel eine oder
zwei Minuten betragt? Nach Hrn. Voigt's Forlneln ist sie
so gering, dass sie fur die Beobachtung verschwindet, nach
Tab. V meiner Versuche betrachtlich gross.
Will man also &us jener .Entwickelung einen Schluss
ziehen, so kann es nur der sein, dass das Vorhandensein der
durch Poliren erzeugten Oberflachenschicht die elliptische
Polarisation nicht zu erklaren vermag. - Weit entfernt also,
diesen Satz abzuschwachen, zeigen Hrn, V o i g t's Formeln
dasselbe, was ich such ohne Ausfiihrung von Rechnungen
behauptet habe.
Nachdem Hr. V o i g t den Schluser von der hinfalligen Beweiskraft gezogen , bemlngelt er die Voraussetzung
seiner Rechnung , dass die Oberflachenschicht constante
Eliiptische Polarisation.
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Dichte habe. Diese, von ihm selbst gemachte Annahme
ist aber sehr zutrefiend, um nicht zu sagen streng richtig. Alle Beobachtungen sprechen namlich fiir , keine
gegen die Homogenitat der Schicht. Diese verhalt sich sehr
ahnlich einer dunnen, auf Glas niedergeschlagenen Metallschicht, welche durch Behandlung mit Gelatine oder einem
ilhnlichen Mittel entweder ganz heruntergeht, oder vollstandig
haften bleibt. Beim Polirmittel zeigt dies die Messung, welche
im ersteren Palle a19 Haupteinfallswinkel den Ang. tang. des
Brechungsindex, im letzteren den griisseren, vor der Reinigung
der Fliiche beobachteten Werth liefert. Auch diz Kraft,
welche das Pesthaften des Silbers oder Polirmittels bewirkt,
ist meiner Ansicht nach in beiden Filllen dieselbe; sie ist
weiter nichts als die auf Pulver vom hiichsten Grade der
Zertheilung ausgeubte, in nachster Niihe wirlisame Attraction
des Glases, welche auch die Ursache der Capillaritiltserscheinungen ist.
Von der Ansicht, dass der hypothetische Rest des Polirmittels die Ursache der elliptischen Polarisation ist, scheint
Hr. Voigt selbst nicht sehr iiberzeugt zu sein, indem er
noch eine andere herbeizieht,. Er denkt sich hierzu eine
naturliche Oberflachenschicht, welche er dadurch definirt,
,,dass die ponderabeln Moleciile an der Oberflache in anderer
Anordnung sich im Gleichgewicht befinden als im Innern.
Es sei klar: dass die Oberflachenmoleciile nur von e i n e r Seite
her, die inneren von a l l e n Seiten angezogen werden." In
der Sprache der Physik heisst dies: die festen Korper haben
ebenso wie die fliissigen eine Oberflikchenspannung. ,,Nimmt
man an, dass diese bei den letzteren die Ellipticitit bedingt,
so muss sie es auch bei den ersteren."
Gegen diese Hypothese spricht unter anderen der Umstand,
dass die Oberflilchenspannung von polirten Kdrpern, wie Quarz,
Flussspath, Diamant etc. im Vergleich zu der der Flussigkeiten
sehr klein, ja so klein ist, dass ihr Vorhandensein iiberliaupt
noch nachgewiesen werden musste, bevor inan ihr einen endlichen Werth beimessen miichte; die elliptische Polarisation
dagegen fiir beide Gruppen von Korpern nicht wesentlich
verschieden iut.
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W. Wernicke.
Endlich ist zu bemerken, dass Hr. Voig t in seinem Aufsatze eine Behauptung zu widerlegen sucht, welche ich nicht
aufgestellt habe. Ich habe nirgends behauptet, dass das Zusammenfallen des Haupteinfallswinkels mit dem Ang. tang.
des Brechungsindex ein Bsweis ist, dass jede beliebig denkbare Oberflbchenschicht beseitigt ist. Nur fiir die fremdartige, durch die Operation des Polirens hervorgebrachte igt
der Satz erwiesen. Hierauf kam es zunachst vor allem an;
denn dass Hrn. V o i g t's naturliche Oberflachenschicht, d. h.
die Oberflachenspannung der polirten Korper, einen Einfluss
auf irgend eine optische Erscheicung ausilbt, ist nirgends
nachgewiesen; ich glaube nicht, dass man diesem Einflusse
fiir die Beobachtung einen anderen als den Werth Null beilegen darf.
Aus den vorstehenden Mittheilungen erhellt dass ich
mit den am Schlusse seines Aufsatzes rtufgestellten Folgerungen Hrn. V o i g t ' s nicht vijllig einverstanden sein kann.
Ich erlaube mir daher, jenen die nachstehenden Folgerungen
an die Seite zu setzen:
I. Hr. V o i g t nimmt zur Erklilrnng der elliptischen
Polarisation der durchsichtigen Korper zwei verschiedene
Oberflachenschichten an, eine kunstliche, vom Polirmittel
herriihrende, und eine natiirliche, durch die Oberflachenspannung bedingte.
11. Durch meine Versuche ist festgestellt, dass die elliptische Polarisation der Korper nicht durch die kiinstliche
Oberflachenschicht e r k l k t werden kann.
111. Der Versuch Hrn. V o i g t ' s , die nach Beseitigung
des Polirmittels zuriickbleibende Ellipticitat durch einen
zuriickgebliebenen Rest des letzteren zu erklaren, ist unhaltbar.
IV. Die Herleitung der Erscheinung aus der Oberflachenspannung ist im hochsten Maasse unwahrscheinlich.
B e r l i n , im Mai 1887. *
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