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Die Polarisation des Lichtes im Dienste des Chemikers.

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346
C. Giinge, Die Polarisation den Lichtes im Dienste des Chemikers.
hohem Grade toxisch, so dass ihre Einspritzung in die Venen
eines Raninchens den Tod in zwei Minuten unter tetaniwhen
Kriimpfen , Pupillenerweit,eriing und Herzparalyse herbeifuhren
kann.
Die Polarisation des Lichtes im Dienste des
Chemikers.
Von Dr. C. Giinge in Jens.
(Fortsetzung.)
11.
Die vorstehenden Betrachtungen waren der g e r a d l i n i g e n
P o l a r i s a tio n gewidmet, die k r e is f 6 rmi g e oder Ci rc u m polar i sation war Eingangs nur kurz erwiihnt worden. Die letztere
lasst sich aus der erstern ableiten und zwar bildet fur beide ein
vermittelndes Bindeglied die e l li p t isc he Pol a risation. Die Beziehungen derselben zu einander verhalteu sich ahnlich wie diejenigen der Bewegungen eines Pendels. Retrachtet man die Figur,
welche das untere Ende eines schwingenden Pendels beschreibt,
vom Aufhangangspunkte aus, so findet man unter den je nach der
Art des Anstosses verschiedenen Formen die gerade Linie, die
Ellipse und den Kreis. Dieselben lassen sich in der genannten
Reihenfolge vorwarts und ruckwarts in einander iiberfuhren. Wiihrend die Ellipse sich durch zwei Brennpunkte, einen durch dieselben gezogenen grossern und einen diesen senkrecht schneidenden
kleinern Durchmesser charakterisirt, konnen wir den Kreis als eine
Ellipse von gleichen Durchmessern mit Zusammenfallen der beiden
Brennpunkte in einen Mittelpunkt betrachten , die gerade Linie
dagegen als eine Ellipse von grosser Excentritat mit langem
grossem Durchmesser , unendlich kurzem kleinem Durchmesser und
Hinausriicken der Brennpunkte an die beiden Enden der Linie.
Diese Beziehungen lassen sich erliiutern und beweisen durch das
bekannte Experiment der Construction einer Ellipse. Wenn man
einen starken moglichst unelastischen Faden an beiden Enden in
feste Schleifen geknotet mit diesen iiber einen festen Stift auf
einem Zeichenbrette hangt, in die erhaltene Schlinge vertical einen
347
C. Giinge, Die Polarisation des Lichtes im Dienste des Chemikers.
Schreibstift steckt und denselben um den Stift herum fuhrt, so
kann um den einen Mittelpunkt nur ein Kreis entstehen. Schlagt
man in einiger Entfernung einen zweiten Stift ein, hangt die eine
Schleife iiber diesen und wiederholt daB Herumfuhren des Schreibstiftes jetzt urn beide Stifte, so entsteht eine Ellipse, deren Brennpunkte die Stifte bilden. Entfernt man die Stifte weiter von einander, so wird die Ellipse immer excentrischer, d. h. der grosse
Durchmesser immer langer, der kleine immer kurzer. Macht man
endlich die Entfernung der Stifte so gross a18 die Lange des ganZen Fadens und fuhrt den Schreibstift an denselben entlang, 80
kann nur die gerade Linie zwischen den beiden Brennpunkten
ent,stehen, der kleine Durchmesser ist
0 geworden.
Wir konnen jede dieser Pendelbewegungen auf eine bestimmte Ursache,
auf eine Krsft, zuriickfuhren. Die Schwingung in unveranderter Ebene (Fig. 23),
?'
welche Tom hufhangepunkte a aus als
!$
-
'.:
eine gerade Linie bo erscheint, kann man
,,../
,.* :
../-. .
/-.,
van einer Krafi ausgehend denken, welche
.I)*.._.__
_-._. .-.0
als ein Stoss i n der Richtung bd rechtd
winkelig auf das in Ruhelage hangende
Fig. 23.
Pendel wirkt und dasselbe in derselben Richtung nach o bewegt.
Von hier aus schwingt dassc,lbe zuriick durch d bis b und beschreibt nun abwechselnd wiederum hin und ruckwarts denselben
Weg. Eine volle Hin- und Ruckbcwung von b o b oder d b d c d
bezeichnet man als e i n e Schw i n g u n g , den einmaligen Weg zwischen d und b oder o als eine v i e r t e l S c h w i n g u n g oder S c h w i n g u n g s p h a s e . Dieselben Bezeichnungen gelten fur die transversalen Lichtschwingungen. Weiin nun Rtatt einer Kraft zwei Krafte
auf daR Pendel einwirken, so setzen sich dieselben, da das Pendel
gleichzeitig nur eine Bewegung ausfuhren kann, (nach dem Parallelogramm der Kralte) zii einer Kraft zusammen, deren Richtung
diagonal zwischen den Richtungen der componirenden beiden Krafte
liegt, und ertheilen dem Pendel Schwingungen in dieser Richtung.
Ob diwe nme Richtung eine gerade Linie bleibt oder in
eine Ellipse oder Kreisbahn iibergeht, hangt davon ab, ob die
beiden Krafte gleichzeitig oder nach einander einwirken und ob die
Krafte gleich oder ungleich stark sind. Denken wir, zwei belieI
~
_
.
.
a
-
b
.
348
C. (iiinge, Die Polarisation den Lichtea im Dienste des Chemikers.
bige gleich starke Krafte
a
bd und ed Fig. 24 wirkten g l e i c h z e i t i g unter
einem Winkel zusammentreffend auf das in Ruhelage hangende Pendel, so
wurde die erste allein dasselbe von d nach c, die
zweite von d nach f treiben und zwar in beiden
Fallen mit Anfangs grosser,
gleichmassig abnehmender
Pig. 24.
Geschwindigkeit. Die resultirende Kraft und derselben entsprechende Bewegungsrichtung ergeben die Diagonalen g d und dR der
zu bd und ed, so wie zu d o und df construirten beiden Parallelogramme. Zu solcher zusammengesetzten, aus zwei Schwingungen
in verschiedenen Ebenen combinirter Schwingung in diagonaler
Richtung treten in der That die durch Doppelbrechung erhaltenen,
rechtwinkelig gegen einander polarisirten beiden Strahlen zusammen, wenn sie durch Interferenz in gleichen Schwingungspliasen
auf einander treffen. Es resultirt dann ein im Halbirungswinkel
unter 450 geradlinig polarisirtes Licht.
Betrachten wir jetzt den Fall der Einwirkung zweier Krafte
auf ein Pendel in nicht ganz zusammenfallenden Zeitraumen. (In
den folgenden Figuren 25 und 26 sind die Pendel weggelassen
und nur die senkrecht auf dieselben gerichteten Schwingungsbahnen
I!
Fig. 25.
b
Fig. 26.
C. Gauge, Die Polarisation dea Lichtes im Dienste des Chemikers.
349
gezeichnet, nm letztere in der Ebene des Papieres correct darstellen zii k6nnen.) Die erste Kraft bd Fig. 25 treffe auf das Pendel
in der Ruhelage d , die zweite rechtwinkelig auf das schwingende
Pendel nicht in d, sondern parallel ed, nachdem dasselbe bereits
eine viertel Schwingung ausgefuhrt hat, also in c angelangt ist.
Ohne den zweiten Anstoss wurde jetzt das Pendel von c nach d
zuriick mit A n f a n g s g e r i n g e r , zu n e h m en d e r G e s c h w i n d i g k e i t , dem Anstosse in der Richtung nc allein folgend von c
nach h mit A n f a n g s g r o s s e r e r , a b n e h m e n d e r G e s c h w i n d i g k e i t scbwingen. Die Resultante beider Richtungen ist hier
nicht wie in Fig. 24 dargestelltem Falle eine diagonale gerade
Linie, sondern ein Kreisbogen ci, welcher in den drei iibrigen
Schwingungsphasen zu einem geschlossenen Kreise erganzt wird.
Die Nothwendigkeit dieser Form folgt aus der Verschiedenheit der
Geschwindiglieit im Momeute des Zusammentreffenu der beiden
Bewegungen. Bei einem Gangunterscbiede von einer viertel
Schwingung wiirde das Pendel der einen Kraft folgend rnit Maximalgeschwindigkeit die Gleichgewichtslage passiren, wa r e n d es
der zweiten Rraft zufolge am Ende seines Ausachlages angelangt
Rein und von hier rnit der Anfangsgeschwindigkeit 0 zuriickfallen
wurde. Sei es auf diesem Ruckwege von c bis g gelangt, SO wiirde
es in derselben Zeit parallel der zweiten Schwingungsrichtung
rnit grosserer Geschwindigkeit etwa bis h, in der That aber dem
Parallelogramm der Krafte nach bis i gelangt sein , also scheinbar
die Bewegung der Diagonalen c i gemacht haben. In einem folgenden Zeittheilchen unter Beriicksichtung der entgegengesetzten
Veranderungen in der Geschwindigkeit seien durch die vertical
gerichtete Kraft die Bewegung ik, durch die horizontal gerichtete
die Bewegung il bedingt, so resultiren die Bewegung irn und
ebenso in allen folgenden Parallelogrammen stets die Diagonalen.
In jeder folgenden Schwingnngsphase, also hier zunachst in dem
untern rechten Viertel der Figur , muss mit entgegen geeetzten
Schwingungsrichtungen , welche in allen vier Phasen durch die
Pfeile angedeutet sind, auch die Zunahme oder Abnahme der Geschwindigkeit im entgegengesetzten Sinne vor sich gehen. Die
resultirende , in der rechten Halfte abwiirts gerichtete Bewegung
gelangt in der linken aufwarts steigend durch die Punkte b und e
wieder beim Ausgangspunkte c an. Nun kann man diese Raihe
von Diagonalen als Sehnen eines Kreises betrachten und wird dem
350
C. Ginge, Die Polarisation dee Liohtes im Dienste des Chemikers.
KreiRe immer naher kommen, in je kleineren Zeitabschnitten man
die Construction der Figur ausfuhrt , wodurch der Unterschied
zwischen Bogen und Sehnen immer mehr verschwindet. Fur die
wahre Bewegung muss man in der That den Kreis annehmen, da
die Zu - und Abnahme der Geschwindigkeiten nicht ruckweise, sondern continuirlich erfolgen. Was hier der Gangunterschied von
einer viertel Schwingung bewirkt, geschieht in gleicher Weise bei
drei, Mnf und allen ungeraden Vierteln. Bei einer Differens von geraden Vierteln dagegen, da diese sich zu Halben zusammensetzen,
kann keine Abweichung in den Schwingungsphasen eintreten; denn die
zweite Bewegung nimmt ihren Anfang in der Gleichgewichtslage d
zu demselben Zeitpunkte, in welchem die erste dieselbe zum ersten
Male wieder erreicht. Beide Bewegungen werden daher auch stets
gleichzeitig die Endpunkte ihrer Bahnen erreichen. Die Resultante
bleibt daher in diesen Fallen eine gerade Diagonale.
Wahrend also die kreisformige Schwingung die Resultante
zweier gleich grosser Krafte ist, welche in ungleichen Pbasen senkrecht auf einander treffen, so resultirt dagegen aus dem Zusammentreffen zweier u n g l e i c h g r o s s e r
K r a f t e unter denselben Bedingungen
eine e l l i p t i s c h e S c h w i n g u n g s bahn. Wir konnen in Fig. 27 die
Ellipse aus gleichzeitigen Bruchtheilen
der beiden componirenden Bewegungen in derselben Weise ableiten, wie
dies in Fig. 26 beim Kreise geschah.
Diese Bruchtheile miissen in denselben
Grossenverhiiltnissen zu einander stehen, als die ganzen Schwingungen, da
auch die Zeitdauer der letsteren, welche
b
nur
vod der Lange des Pendels abFig. 27.
hangig ist, Xleich ist. Die Parallelogramme werden daher in der
Richtung der grossern Schwingung langer , die Diagonalen derselben mit letsterer einen kleinern Winkel bilden, also steiler werden als beim Kreise. Da die Diagonalen aber die Sehnen der
Bogen sind, aus denen sich die Bahn zusammensetzt, 80 muss
mit diesen auch die letztere in derselben Richtung von der Gleichgewichtslage d stiirker abweichen als in der zu dieser senkrechten
Richtung , anstatt des Kreises also die Ellipse entstehen. Bemer-
C. Gauge, Dic Polaiisatiou
des Lichtes irn Dieuste den Chemikers.
351
ken wollen wir noch wegen des gleichen Verhaltens der Schwingungen ein und derselben Lichtart, dass siimmtliche verschiedenartige Bahnen ein und desselhen Pendels, deren Formen noch
mannigfaltiger werden konnen, als fur unsern Zweck zu besprechen
nothig war, stcts in gleicher Zeitdauer durchlauf'en werden. Die
hier genannten Schwingungsformen lassen sich experimentell an
einem physischem Pendel , aus einer aufgehangten Flintenkugel
bestehend , mit genugender Genauigkeit zur Veranscliaulichung
leicht ausfiihren, indem nun der Kugel in den betreffenden Richtungen und Zeitraumen Stosse versetzt.
Wir haben den Pendelschwingungen so eingehende Betrachtungen gewidmet, um an denselben die Schwingungen des polarisirten Lichtes zu verstehen. Die Analogie zwischen Beiden iet
noch weiter durchfuhrbar, als aus der uberall denselben geometrischen Gesetzen folgenden Zusammensetzung und Zerlegung der
Krafte sicli ergiebt. Wir konnen dieselbe sogar beim Pendel und
beim Lichte auf die Krafte selber anwenden, so verschiedenartig
dieselben auf den ersten Blick auch zu sein scheinen. Beim Pendel haben wir der Einfachheit halber als Bewegkraft einen oder
zwei zusammenwirkende Anstosse in bestimmter Richtung und
Stlrke angenommen, ohne die Natur derselben weiter zu beriicksichtigen. Dieselben mogen durch momentanen Anprall eines andern bewegten Korpers, durch Muskelkraft, electrische oder magnetische Anziehung oder Abstossung ausgeiibt werden, f i r unsern
Zweck, die Betrachtung der resultirenden Bewegung, ist dies gleichgiiltig. Beim Lichte forschten wir nur zu gern nach dem Ursprunge
der demselben inne wohnenden Bewegkraft, allein die Philosophie
steht ebenso rathlos vor dieser Frage wie vor derjenigen des Ursprungs der Materie. Die heutige Naturforschung betrachtet sow oh1
die Materie in Uebereinstimmung mit Allem, was die Chemie lehrt,
wie die derselben inne wohnende Kraft als ewiges unzerstorbares
Capital. Die moderne Physik nennt die KrafL in diesem Sinne jetzt
En e r g i e. Diese in allen bewegten Moleciilen vorhandene Energie
ist als der erste Grund aller Bewegung, auch derjenige der Bewegungen, welche wir Licht nennen. Diese Bewegung miisale eine
unendlich fortlaufende, geradlinige sein, wenn nicht, wie beim Pendel die Schwerkraft, hier eine andere Art der Anziehung, die
E 1a s t i c i t a t der materiellen Moleciile, der Energie entgegen wirkte
und eine Bewegung resultirte, welche zwischen den Elasticitats-
352
C. Oiinge, Die Polarisation den Lichtes im Dienste dee Chemikers.
griinzen hin und zuriick stets die Gleichgewichtslage durchlaufend,
die eigenthiirnlichen Lichtschwingungen erzeugte.
Die geradlinige Polarisation lernten wir bei der einfachen und
doppelten Brechung durchsichtiger Korper kennen. Die elliptische
Polarisation in allen Uebergangen zwischen gerader Linie und Kreis
kommt vielfach bei reflectirtem Lichte vor. Ausgepragt elliptisch
polarisirt ist das von Yetallen gespiegelte Licht. Dasselbe hat fur
unsern Zweck nicht die Bedeutung als die kreisformige Polarisation.
Wir sahen an den Schwingungen des Pendels und des Lichtea, wie nach dem Parallelogramm der Krafte aus den Componenten die Resultante sich zusammensetzt. Nach demselben Lehrsatze
lasst sich umgekehrt jede gegebene Kraft in Componenten zerlegt
denken, deren Grossen und Richtungen durch zwei Seiten eines
Parallelogramms ausgedriickt werden, zu denen die gegebene Kraft
die diagonale bildet. In Fig. 28 und 29 ist die in der Richtung
Fig. 28.
Fig. 29.
a b wirkende gegebene Kraft gleich der Summe der Rrafte ac und
ad. Wenn die Resultante und eine ihrer Componenten bekannt
sind, ergiebt sich hiernach die einzig mogliche Richtung und GrosRe
der andern Componente von selber. Die eine Componente kann
durch Interferenz mit einer andern derselben entgegen wirkenden Kraft aufgehoben sein , dann bleibt die andere
allein in ihrer Wirknng sichtbar. Dieser Fall muss eintreten, wenn zwei
kreisformige Schwingungen in gleicher,
aber entgegengesetzter Richtung zusammentreffen. Denken wir nns in Fig. 30
in a znsammentreffende, in der Richtung der Pfeile sich bewegende KreisFig. 80.
C. Giinge, Die Polarisation des Liehtcs im Dienste dcs Chemikers.
353
halften (die beiden ganzen sich deckenden Kreise wiirden sich nicht
zeichnen lassen) und theilen jede derselben in ihre beiden Componenten, so zerlegt sich die obere rechts laufende Kreishiilfte in
die Componenten a h und ad, die untere links laufende in die Componentenab und ac. Ton diesen heben ad und ac sich auf, ab
und ab fallen zusammen und verstarken sich zu doppelt so grosser
Schwingungsamplitude a e , also dem Durchmesser des Kreises.
Man kann daher jede geradlinige Polarisation als die Summe der
einseitigen Componenten zweier entgegengesetzt laufenden kreisformigen Bahnen betrachten. Erfolgt das Zusammentreffen in gleichen Schwingungsphasen, so wird der Punkt a und somit die im
Kreisdurchmesser liegende Schwingungsbahn a e unverandert dieselbe bleiben. Wenn aber die eine Bewegung auf der Kreiebahn
an Geschwindigkeit hinter der sndern zuruckbleibt, so wird der
Punkt a in der Richtung der schnellern Bewegung auf der Kreiebahn fortwandern und mit ihm die iibrig bleibende Schwingungsbahn gleich dem Zeiger eiuer Uhr eine rotirende Bewegung machen. Ob diese links oder rechts herum vor sich geht, hangt davon
ab , in welcber Richtung die schnellere Kreisbewegung stattfindet.
Da die gezeichnete Bahn transversale , auf die Fortpflanzungsrich.
tung des Lichtstrahles senkrecht gerichtete Schwingungen sind, so
werden die Endpunkte der Schwingungsbahn ae Fig. 31 einen Schraubengang , eine Spirale, beschreiben.
Hiermit ist die Erklarung der eigenthiimlichen Schwingungen der Circumpolarisation gegeben. Man betrachtet
dieselbe als das Resultat sweier entgegengesetzt rotirender Schwingungen
Fig. 31.
und erfolgt dieselbe rechts oder links
h e m je in der Richtung der schnellern der beiden Kreisbewegungen.
Die Circumpolarisation ist mittelst jedes beliebigen Polarisationsapparates, also auch des dazu eingeriohteten Mikroskops sogleich
zu erkennen. Wahrend doppeltbrechende, geradlinig polarisirende
Objecte z wischen den Analysator und Polarisator gebracht nur eine
Aenderung in der Helligkeit des Gesichtsfeldes bewirken, (welche
durch Drehen des Analysators auf vollige Dunkelheit gebracht
werden kann,) und nur in ganz bestimmten Dicken InterferenzArch. d. Plum. XVII. Bds. 5. Eft.
23
'
354
C. Giinge, die P o l a r i d o n den Lichtes im Dienste des Chemikers.
farben (8. Bd. 216, 8. 257 dieser Zeitschrift) zeigen, loscht ein circumpolarisirender Korper bei keiner Drehung des Analy sators das
Licht vollig aus und erscheint stets in einer bestimmten Farbe,
welche beim Drehen des Analysators in der Reihenfolge der Farben des Spectrums wechselt. Ueber die Natur dieser Farben kann
uns das Spectroskop Aufschluss geben. Das Taschenspectroskop
ist dazu ausreichend, besser das Spectralocular des Mikroskops,
welchea oben auf den Analysator gesetzt wird. Waren die Farben homogen, so musste das Spectrum bei jeder Stellung nur die
eine auch ohne Spectroskop sichtbare Farbe zeigen, in den ubrigen
Regionen dunkel sein. Man sieht aber im Gegentheil das ganze
Spectrum beleuchtet mit Ausnahme einer Farbe, welche ein dunkler Absorptionsstreifen deckt. Dieser wandert beim Drehen des
Analysators, je nachdem ob man links oder rechts dreht, je in derselben Richtung durch das game Spectrum und erscheint bei einer
ganzen Umdrehung, nach d6m Verschwinden an dem einen, wieder
an dem entgegengesetzten Ende. Die fehlende Farbe im Spectrum ist allemal die Complementarfarbe derjenigen Farbe, welche
das Gesichtsfeld ohne Spectroskop zeigt. 1st letzteres z. B. roth,
so ist im Spectrum das Griin ausgeloscht. Wir sehen hieraus
dass der die Circumpolarisation charakterisirende Drehungsgrad
des Lichtstrahles keineswegs fur alle homogenen Farben der gleiche,
sondern f k jede derselben ein unterschiedener bestimmter ist. Wir
wissen nach unsern friiheren Betrachtungen , dass dasjenige Licht
vollstanig ausgeloscht wird , dessen Schwingungsebene diejenige
des Analysators rechtwinkelig schneidet. Es wird also bei kreisformig polariRirtem , polychromatischem Lichte nur diejenige Farbe
ausgeloscht, welche diese Bedingung erfullt. Daher kommt es, dass
beim Drehen des Analysators die verschiedenen Complementarfarben
der betreffenden ausgeloschten Parben nach einander erscheinen.
Hiernach bedarf es keiner Erklarung , dass bei unter Urnstanden
erwiinschter, ausschlieslicher Verwendung einer monochromatischen
Lichtquelle, z. B. gelben Natriumlichtes , kein Farbenwechsel stattfinden kann, sondern dass beim Drehen des einen Nicol’schen Prismas die wechselnden Erscheinungen nur zwischen grosster Lichtstarke und volliger Dunkelheit liegen konnen.
Die Drehungsgrade fur die einzelnen Spectralfarben nehmen
mit der Brechbarkeit derselben zu, sind genau ermittelt worden
und haben fur die hervorragendsten Fraunhofer’schen Linien fol-
C. Gauge, Die Polarisation dea Lichtes im Dienste dee Chemikers.
355
gende Werthe. Eine Quarzplatte von 1 mm. Dicke dreht die mit
den Linien zusammenfallenden farbigen S trahlen
bei
A
B
C
D
E
F
G
H
um 12,67O 15,75O 17,32O 21,74O 27,54O 32,77O 42,60° 51,20°.
Man hat den Drehungsgrad einer solchen Platte als Einheit
angenommen beim Vergleiche des Drehungsvermogens der ubrigen
Stoffe.
Mit zunehmender Dicke der Quarzplatte vergrossert sich
der Drehungsgrad. Eine Quarzplatte von 3,75 mm. Dicke dreht
das gelbe Licht bei der DLinie um 90°. Platten eines nnd desselben Stoffes von gleicher Dicke zeigen genau dieselbe Farbe.
Da bei diesen in gleichen Raumen eine gleiche Menge von Moleciilen sich befinden, so muss der Drehungsgrad von der Anzahl
der auf dem Wege des Lichtstrahles schwingenden Molecule abhangen. Daher kann man umgekehrt den Drehungsgrad ale Maass
zur quantitativen Bestimmung der Stoffe verwenden , nachdem
man die Grosse des eratern fur jeden Stoff durch Versuche ein
fk allemal festgestellt und gemerkt hat.
Die Eigenschaft, das Licht zu drehen, haben die betreffenden
Stoffe keineswegs in allen drei Aggregatzustanden. Manche Stoffe
drehen das Licht nur im festen, andere nur im aufgelosten, noch
andere in beiden Zustanden. Die drehenden festen Stoffe krystallisiren in gewissen hemiedrischen Formen, in denen bestimmte
Kanten und Ecken in der Ausbildung einseitig bevorzugt, andere
vernachlassigt sind. Diese Formen lassen sich unter dem Polarisationsmikroskop bis in die kleinsten sichtbaren Structurschichten
eines Jirystalles verfolgen, deren Kanten stets denjenigen des ganzen Krystalles parallel bleiben. Ein vorziigliches derartiges Praparat bilden einzeln liegende durch Verdunsten aus wasseriger
Losung erhaltene Asparaginkrystalle. Man erkennt die einzelnen
Sohichten in scharfen Conturen und den prachtvollsten versohiedenen Farben. Ob sich diese selbige Form bis auf die Atomengruppen hinab erstreckt, wie.sen wir nicht. Bestimmt aber haben die
Molecule in den der hemiedrischen Form entsprechenden Richtungen bevorzugte Elasticitatsverhaltnisse, welche nur diejenigen
Lichtschwingungen gestatten , welche wir als Circumpolarisation
kennen.
Wahrend eine hemiedrische Krystallform die Drehung in festen
Stoffen erklart , haben wir keinen solchen geometrischen nachweis23 *
,
356
C. Gauge, Die Polnrisation des Lichtcs im Dien8t.b den Chemikeru.
baren Anhalt bei drehenden Flussigkeiten. Manche feste nicht
drehenden Stoffe zeigen im aufgelosten Zustande Circumpolarisation und zwar meist nur eine bestimmte. Bei gewissen Plussigkeiten geniigt aber schon eine Temperaturdifferenz, um die Drehung scheinbar aufzuheben, in Wirklichkeit aber , wie bei gesteigerter Differenz sichtbar wird, die Drehung in die entgegengesetzte
zu verwandeln. Eine linksdrehende alkoholische Losung von Invertzucker wird durch Erwarmen schon unter dem Siedepunkte
rechtfidrehend. Demnach gilt fur Fliissigkeiten nicht mehr die
alte Charakteristik zur Unterscheidung von festen und gasformigen
Stoffen, dass in jenen Cohasion und Expansion sich unter allen
Umstanden so vollig ausgleichen, dass, so lange der flussige Zustand bestehen kann und nicht mit abnehmender Temperatur die
uberwiegende Cohasion den festen , mit zunehmender Temperatur
die Expansion den gasformigen Zustand herbeifuhrt, vollige Homogenitat stattfindet. Vielmehr konnen wir hier in Uebereinstimmung
mit chemischen Thatsachen ebensowohl wie in den festen Stoffen
cine bestimmte geomctrische Anordnung der Molecule mit dieser
cntsprechenden differenten Cohasionsrichtungen aussprechen. Das
Verhalten des polarisirten Lichtes gegen diese Fliissigkeiten,
nothigt uns dam. Auch der verschiedenartige Brechungsexponent
der Fliissigkeiten, welcher keineswegs stets der Dichtigkeit derselben proportional ist, sondern sich vielmehr chemischen Proportionsreihen in der Zusammensetzung ihrer IBestandtheile anschliesst,
ripricht fur diese Annahme.
Ueber Circumpolarisation der Stoffe im dritten, dem gasformigen Zustande wissen wir nichts. Die Schwierigkeit, dieselbe zii
priifen, liegt noch mehr als bei der spectroskopischen Priifung auf
Absorption in dem grossen Sumlichen Abstande der einzelnen 340leciile von einander in Folge dessen die zu einer sichtbaren Drehung erforderliche Anzahl von Moleciilen grossere Raumausdehnung
erfordert, als die Priifungsmethode anzuwenden gestattet. Die Absorption laest sich wenigstens in einzelnen Fallen nachweisen, z. B.
diejenige der Erdatmosphiire, welcher ein grosser Theil der im
Sonnenspectrum erscheinenden Fraunhofer’schen Linien zukommt.
Die Beobachtung der Circumpolarisation erfordert aber das EinRtellen des Objectes zwischen den Analysator und Polarisator, was
nur in sehr beschriinkten Dimensionen ausfuhrbar ist. Die Moglichkeit der Drehung des Lichtes in Gasen ist nicht ausgeschlos-
C. Giinge, Die Polarisation des Lichtes im Dienste tlefi ChemBktm.
357
sen. Dieselbe setzt eine geeignetc bestinimte Gruppirung der
Atome voraus. Dass aber feste Atomengruppirungen in Gasen
vorkommen , lassen uns bestimmte allotropische Zustande mancher
Gase sowohl als die Uebereinstimmung mehrfacher Valenzverhaknisse mancher Stoffe mit entsprechenden mehrfachen Dampfdichten
derselben annehmen. Man kann diese nicht auf bestimmte Attractionsverhaltnisse allein zuruckfuhren, ohne diesen entsprechende
Beschaffenheit der Structur gelten zu lassen.
Wir haben bei der Betrachtung der Entstehung der drehenden Bewegung die Moglichkeit einer Rechts - und einer Linksdrehung nachgewiesen und in der That finden wir beide als Eigenschaften bestimmter Stoffe. Rechtsdrehende Stoffe sind z. B. Rohrzucker, Camphor, linksdrehende Invertzucker , Brucin, Nicotin. Es
giebt aber auch Stoffe , welche in getrennten Individuen beide
Eigenschaften haben, ohne sich im Uebrigen chemisch und physikaliseh von einander zu unterscheiden. Wir kennen einen links und einen rechtsdrehenden Bergkrystall , ein ebensolches Natriumchlorat. Nur im festen und krystallinischen Zustande drehen diese
das Licht, im geschmolzenen , aufgelosten und amorphen Zustande
nicht. Legt man in eine geaattigte nicht drehende Losung von
Natriumchlorat gleichzei tig rechts - und linksdrehende Krystalle
desselben, so wachsen beide Arten in demselben Sinne weiter, ohne
ihre einseitig angelegte Form und optischen Eigenschaften zu veriindern. Xan hat hieraus geschlossen, dass in der Grundform solcher Stoffe keine nach verschiedenen Dimensionen ungleichmiiesige
Elasticitatsverhaltnisse der Molecule vorliegen , soadern dass die
Stoffe diese erst durch die Krystallisation in zwei nicht congruenten hemiedrischen Formen erlangen, von denen die eine links, die
andere rechts dreht.
Die Drehungsgrade verschiedener Stoffe unter gleichen Bedingungen sind sehr von einander abweichend. Um einen vergleichenden Maassstab fur dieselben zu gewinnen , hat Landolt,
welchem wir sehr umfassende und genaue Untersuchungen in dieser Richtung verdankeu , vorgeschlagen , als s p e c i fi s c h e D r e h u n g denjenigen Winkel zu betrachten , um welchen die Polarisationsebene abgelenkt wird, wenn derselbe durch eine 0,l Meter
lange Schicht einer Flussigkeit geht, w-clche in jedem Kubikcentimeter 1 g. drehender Substanz enthalt. Da diese Bedingung nur
fur leicht losliche Substanzen und Flussigkeiten von der Schwere
358
C. Gange, Die Polarisation dee Lichtea im Dienste des Chemikers.
des Wassers nnd daruber erreichbar ist, so muss man die specifische Drehung der iibrigen Fliissigkeiten von anderer Dichtigkeit
oder anderer Concentration aus dem Verhaltnisse ihres epecihchen
Gewichtes oder ihres bekannten Gehaltes an drehender Substanz
zu dieser genannten Normalstarke und dem gefundenen Drehungsgrade durch eine Gleichung berechnen.
Ton den bekannten in fliissiger Form drehenden Stoffen giebt
es wenige, z. B. den Rohrzucker in wassriger Losung, deren Drehungsgrad einer zunehmenden oder abnehmenden Concentration der
Losung genau proportional steigt oder fallt. Nur fur diese Stoffe
giebt es ein constantes specifieches Drehungsvermogen und nur fur
solche Stoffe ist die allgemein iibliche, auf letzteres berechnete,
analytische Methode anwendbar. Sie wird zwar vielfacb in ebensolcher Weise auf Stoffe mit nicht constantem specifischen Drehungsvermogen, deren es viele giebt, ausgedehnt, fiihrt aber zu
nicht ubereinstimmenden Resultaten und bringt dadurch mit Unrecht die Methode und die angewendeten Apparate in Misscredit.
Dies ist z. B. beim Traubenzucker und Harnzucker der Fall. Fur
solche Stoffe miissen vorher die Drehungsgrade fur jede Concentration empiriRch ermittelt und tabellarisch verzeichnet werden , um
Alrhalt zu quantitativer optischer Bestimmung derselben zu erlangen.
Auch die Auswahl unter selber indifferenten Losungsmitteln
bewirkt wesentliche Veranderungen der Drehungsgrade eines und
desselben Stoffes. J a selbst die Gegenwart anderer geloster oder
flussiger, nicht drehender Stoffe, von farbigen gar nicht zu reden,
deren Eiufluss selbstverstandlich ist, da wir sahen, dass den einzelnen Farben verschiedene Drehungsgrade zukommen , bewirken
grosse Abweichungen. Dieser Umstand zieht der Anwendung
der Circumpolarisation zu analytischeri Zwecken bestimmte GrenZen und zeigt, dass diese Methode eine genaue Kenntniss der chemischen Natur der Untersuchungsobjecte verlangt , wenn die Resultate der Beobachtung euverlassig sein sollen. Auf alle diese
Verhaltnisse hier naher einzugehen, verbietet der Raum. Die meist
in Fachzeitschriften veroffentlichten Originalarbeiten der hierum
verdienten Forscher finden sich nebst Ausziigen des Inhaltes zusammengestellt in ,,Gmelin -Kraut's Handbuch der anorganischen
Chemie, I. Bd. 1. Abthl. Allgemeine und physikalische Chemie, bearbeitet yon A. Naumann, Heidelberg 1877."
R. Otto, Ein einfaches Riickschlagventil fur Wasserstrahlluftpunipcn.
359
Mit der Theorie der Polarisation jetzt vertraut , wenden wir
uns jetzt zu dem fur die Industrie wichtigsten Theile ihrer praktischen Anwendung: der S a c c h a r i m e t r ie.
Ferner moge hiermit die Aufmerksamkeit der Apotheker auf
die sichere und schnelle Unterscheidnng und quantitative Bestimmung der Chinaalkalo'ide vermittelst der Circumpolarisation gelenkt
werden. Diese auf Grund der Untersuchung Oudemann's (8. Gmelin-Kraut) praktisch verwerthete Methode findet sich in den ,,Studien uber die Analyse der China- Alkaloiide mit Hilfe des Mikroskops und Polarisators von Mathias Rozsnyay, Apotheker. (Uebersetzt aus dern ungarischen Originale.) Brad, 1878. Druck von
Ungerleider & Hatos. Preis: 1Mark." Die Beechreibung des einfachen billigen Apparates wird in Nachfolgendem gebracht werden.
(Fortseteung folgt.)
Ein einfaches Riickschlagventil fiir Wasserstrahlluftpumpen.
Von R o b e r t O t t o .
In No. 35 der Bunzlauer ,,Pharmaceutischen Zeitung" findet
sich u. A. ein kleiner, aber nichts desto weniger beachtenswerther,
der ,,Schweizer Wochenschrift fur Pharmacie" entlehnter Aufsatz
uber ,,Wasserstrahlluftpumpen", worin die Benutzung dieser einfachen Apparate, welche schon seit Jahren in chemischen Laboratorien sich das Burgerrecht erworben und hier bekanntlich zur
Beschleunigung der Operation des Filtrirens , zum Auspumpen von
Exsiccatoren - Glocken , zu Destillationen im luftverdunnten Raume
und anderen Operationen mehr Verwendung gefunden haben , auch
fur rein pharmaceutische Zwecke, namentlich zum Eindampfen von
Extractbruhen u. dergl. unter Hinweis nuf die geringen, in Anbetracht des Nutzens, welchen sie gewahren , fast verschwindenden
Anlage - und Unterhaltungskosten, warm empfohlen wird.
Um bei Druckschwankungen in der Wasserleitung oder plotzlichem Abstellen des Wasserzuflusses ein Zuruoksaugen des abfliessenden Wassers in den evacuirten Raum - beispielsweise den
Filtrirkolben - zu verhindern, schaltet man entweder, wie auch
der angezogene Aufaatz empfiehlt, zwischen Pumpe und Kolben
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