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ANNALEN DER PHYSIK. I; VerJuchd iiter die Farlen -Zerflrauung fefler und fliipger Korper, angertellt lnitte~~ eifies neued Idirurnentsj zrnd Bemerkunpeti iiber did Verfchieden/reit der Farbenruirme prismntcj&?r Spectra, welch dtirc/r verfchiedene dutchJchr ige hficc el gebildet Jndj von Seit Isnger Zeit habed Gch dig Phpfiker ein ver- anderliches Prisnia gewiinfcht , das heil'st eid his- m'a, denen brechender Winkel Gch narh Willkiihr vergriil'serrl odcr verkleiaern lielie. C: 1 a i r a u t low old als kl o s c o Y i c h , zwei der Hauptl'chrift- fieller uber achromatikhe Fernriihre, hatten Gcti ein [olches Idirumcnt eingerichtet. uocl fich delrcl- ben bedieut, uui die brechenden und zerlireuenden And. d. Phylik. Ii.50. St.2. J. 1815. St.6. f

Versuche über die Farben - Zerstreuung fester und flüssiger Körper

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Page 1: Versuche über die Farben - Zerstreuung fester und flüssiger Körper

ANNALEN DER PHYSIK.

I; VerJuchd iiter die Farlen -Zerflrauung fefler

und f l i ipger Korper,

angertellt l n i t t e ~ ~ eifies neued Idirurnentsj

zrnd Bemerkunpeti iiber did Verfchieden/reit der Farbenruirme prismntcj&?r Spectra, w e l c h dtirc/r

verfchiedene dutchJchr ige hficc el gebildet Jndj

v o n

S e i t Isnger Zeit habed Gch dig Phpfiker ein ver- anderliches Prisnia gewiinfcht , das heil'st eid h i s - m'a, denen brechender Winkel Gch narh Willkiihr vergriil'serrl odcr verkleiaern lielie. C: 1 a i r a u t

l o w old als kl o s c o Y i c h , zwei der Hauptl'chrift- fieller uber achromatikhe Fernriihre, hatten Gcti ein [olches Idirumcnt eingerichtet. uocl fich delrcl- ben bedieut, uui die brechenden und zerlireuenden

A n d . d. Phylik. Ii.50. St .2 . J . 1815. St.6. f

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r ~ 3 0 I Krifte verfchiedener KBrper zu melTen; die Pris- m ~ n beider waren aber nicht hinlanglich einfach und genau, daher die Optiker lpaterhio es vor- zogen , den brechenden m'inkel ihrer Prismen durch Hinzul'etzen mehrerer diinner Prismen zu verandern.

Das Inff rument , welches C I a i r a u t gabraucht hat, war nichts anders als eine plan- cylindrifche L i n k ; in ihr machten namlich verfchiedne Stellen der Cylinderflache . verfchiedne brechende Winkal mit der ebnen Seite. Lalst man aber einen Licht- nrahL durch eine runcle Oeffnung auf \die kruoime Obexflache eines Colchen Prisrna fallen; To ift Fir

der Einfallswinkel nicht iiberall gleich, und die dadurch entllehende Zerfireuung des gebmchnen Strahls verwirrt das prismatikhe Spectrum. Ein Optiker zu Marreilla, der P. A ba t., gab eine [phr nette Conhuction an , wodurch dielkni Uebel a b geholfen wird, und lie wurde von h d s c o v i c h befolgt und noch verbdert. Er verband namlich zwei plan -cylindrikhe Liafen [von gleichen Cglin- derfliichen] , einc plan- concave und eine plan- convexc, indem er die concave Flache auf die con- yexe legte; drehte er nun die eine iiber-die andere fort, To veriinderte Gch der tT'inkel, unter dero die beiden ebenen Flachm gegen einandpr geueigt wa- ren. Es treteu indefs hierbei mehere Schwiarigkeiten ein : errtens icL es fehr fchwer, die beiden krummen Oberflkichen zu polircn, ohne dafs lie auhiiren iiberall Renau an einander zu fchkehen; zweitens

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leiden lic beim Verfchieben uber einander durch das Heiben einer an der andern; drittens find die Zuriickwerfungen , welchc an den krunimen Ober- flachen vor Iich gehn, fiorend ; und endlich ifi es miihlam , den verinderlichen Winkel der beiden ebenen Seitenflfchen zu m d e n .

Das folgende [nfirurnent lafst lich a n die Stelle der beiden eben erwahnten fetzen, und ich kann den Gebrauch deflelben den Pliylikern und Opti- kern empfehlen. Denn es findet gegen daflelbe keine jener Einwendungen Statt, und die Enrich- tung grundet fich auf ein ganz allgerneines Prin- cip, welches Gch gleich gut auE fefie Yrismen, und auf ein:fluffiges Prisma anwenden Iiifst, das AUS ei- ner zwilchen zwei Glasplatten eingelchlolinen Fliil- figkeit befielit.

Wean man durch ein Prisina nach der Sonne lieht, To erblickt man ein lingliches gefarbtes Biltl, das feiner Lange nach nach der S o m e felbfi hin- weifet; und dreht man tlann das Prisma in der den brechenden Winkel halbirenden Ebene in die Hun- de, fo geht das farbigespectrum rund um dieSonne herum, ohne lich in HinGcht der Farbe, des Ab- fiands von der Sonne, und der Richtung nach der- relben hin zu verandern. Durch diefes Drehen wird koblglich der brechencle Winkel des Prisma in Beziehung auf die Sonne nicht verandert, da die Brechung und die Farbenzerrtreuung in jedrm Puncte des Kreislaufs dcs Prisma unverandert die- lelben bleiben. Dadurch, dafs alle Optiker die

I a

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Sache auF diefe Art angerehn haben, ill die berm- dere Vorrichtung , welche ich hier brfchreiben will, ihter Aufmcrkfamkeit entgangen , und nicht Einer Von ihnen ifi auf d m Gedanken gekomnien, dars fich tler Brechungswinkel einrs Prisald , durch ein lolchrs Drehen cles Inltrurnents id der den brtnhen- den Winkel halbirenden Ebene, in der That ver- andern Idi t *).

Folgentles dient zur Erliuterung diefer anfchei- nenden Paradoxie "j. Belieht maa durch ein Prisma cine oder mehrere fchwarze gerade Liaien, welche auf weirsem Grunde gezogen find, und fich unter gleichen Winkeln in einem Puncte 0 darchl'chneiden, wie inFig. 4 Taf.1, und halt dieseitenkante des bre- chenden Winkels in einer parallelen L a p rnit einer diefer Linian, z. B. niit IID, fo geht (lie Rrechung nach der auf H D fenkrechten Riclitung BF vor lich. Daher wird die Linie HD an ihren Rindrra Itirker farbig aIs irgmd.eine der andrrn erfclirincn, und zwar nach dem brecheaden Winkel zuwarts blau und violet. und von deml!lbcn abwiirts gelb und roth. Die Linien At! und CG errcheinen minder llark

+) Die Farhcnzerffreuung cines Prisma lifst Gch ruf aine aho- liche Art mitielli eiiirr andern I'rinma von geringerer Zer- fircuung rufbeben , wrnn man t lw les i n clrr Ebenc dreht. wrlrlia auF clcr den brcchrndcm Winkcl Lalbirendcn Ehrne f inkreclr t lielit. Dirle Mc*tliodr l i ihr t aber N.N htheile nlic fich, welche machen, dd's lie lich nichr in Auriibung brin- gen I r l j t . Br.

*') Icli hdbc lriar den Vortrag bedeutenll rbgekiirzt und ver- andert, ii1dt.m er niir datiurcli an Doudickkcit LU gewin- nen fchieo. C l l b .

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[ 133 2 farbig, und B F ohne alle Farben , vollkommen f'charf. Dreht man ein Prisrna in der den brechen- den Winkel halbirenden Ebene rund umher, I'o tin- det Clch in jeder Lage deflelben eine l'olche gerade Linie , die ungebrochen und ohne alle Farben bleibt , und diele Linie ifi inimer IPnlrrecht auf ei- ne r andern geraden Linie, wrfche die grofste Bre- chung leidet, und in cler die Farben aoi harklien errcheinen. Diefes giebt uns die Befugnil's, uns die Sache auch fo vorzuliellen: das Prisnia, wcnn es aus der mit HD parallelen Liige a d ' die b ~ f c h r i e l n e Art urn eioen Quadranten weiter gedreht wird, werandere in. Beziphung a u f die Linie B F feinen brechenden Winkel , uod vergriikere itin allmahlig von o bis zu derii wahren Winkel , den die beiden brechenden Fliiclien des Prisrna niit einantler ma- chen, und den ich mit A' bezeichnen will. in j- der Lagc zwil'chen diefen beiden, z. B. in AE, ge- kh ieh t die Brechiing io Beziehung auf BF To, als wi re der brechende W i n k e l =A.Jin. H O A oder

Will man von diefem Princip Gebrauch ma- &en, urn die brechrnden uod zerheuenden Kraf te der Kijrper zu melien, fo mufs man ein zurn Maalje dienendes Prisnia von Flintglas oder von Kronen- glas haben, delTen brechendw Winkel und cleiren Brechungs- und Zerhreuuogs-Vermiigen p n a u be-

nimrnt Lind. Ferner ift dazu niithig, dais man ein fiir Fliilfigkeiten bcrtimrntes Prisma brfitze, das aus

zwei Cilastafeln mit parallelen Obrr Aachen beltelit,

= A . COJ B O A .

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und denen brechender Winkel vie1 kleiner als der des Maahprisma in. BeiJe Prismen miiren in dem Mittelpuncte eines .fenkrecht fiehenden Goniometer oder andern eingetheilten, um feine Axe Jrehbaren Kreiles angebracht reyn, und awsr das zweite an einem unbeweglichen Theile dcs Inftruments , das Maafrprisma dagegen in dem Mittelpuocte des Gch drehenden Kreiles, dcm Auge des Bsobachterr na- her, und To, dafs beide Prismen entgegeogeletzt brechen, wenn der Index des eiogetheiltsn Kreires auf o Itaht. Die Kanten ihrer nach entgegenge- fetzten Seiten Gch offnenden brechenden Winkel miinen alfo alrdann parallel feyn. Wir wollcn fetzen,. Lie waren beide vertikal, und man l'ehe in dierer Lage durch beide Prislhen nach einer leenk- rechten FenRerliange (AB Fig. 5), hinter der der Himmel Ly. Das BilJ diel'cs Fenfierbolzes wird in A'B' erfcheisen. Man drehe nun den einge. theilten Kreis, bis das durch .Brechung entrte- hende Rild A'U' in die Lage a b kommt, niit AB zufammenFallend , und bemerke genau die Aozahl von Graden und Minuten, welche der Index nun abl'clineidet; lie Ley = M . Feroer fey der Win- kel der brechenden Flichen der Maal'sprisma =A, To ifi nun, das heirst wenn das directe und das ge- brochne Bild zuCammenfallen, der brechende Win- kel = A . lio. M. Da aber die brechenden Winkel beider Prismen und das flrechungs -Vermogen des Maalsprisme bekannt Lind, lo Ilkt fich das Bre- chungs-VermGgca der in den1 zweiten Prisma ent-

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c 135 3 haltenen FliilTgkeit leicht nach den Polgenden For- meln berechnen.

Sind die Hander des geradelinigen Gegenffan- des AB vollkommen farbsnfrei , wenn das Zufam- menCallen eintritt , Ib hat das Maarsprismn einerlei zereltreuende Kraft mit dem in dem femehendeh Prisma eingefcblolbnen Ksrper, vorausgeletzt, dafs lie einerlei brechende Kraft haben. Denn h i glei- chem brechenden Winkel wird dann die Farben- zerltreuung des fellfiehenden Prisma genau aufge- hoben durch die des MaaTsprisma. Hleiben dage- gen die Rander dcs Gegenaandes farbig, To drehe maq das IMaar5prisma weiter ; werden die Farhcn fiarker , fo iibertrifft es an zerareuender Kraft das fefiliehende Prisnia ; werden lie fchwirher, To fielit es dernl'elben nach. Hat man das MaaGprisma lo

gefiellt, dars die fenkrechten Linien ohne alle Farbe fich zeigen, und Iteht dann der Index aut

m Grade, fo ifi der veraaderliche brechende Winkel des Maafsprisma , bei welchem die Farben des fen- fiehenden Prisma aufgehoben werden, =A. En. m ; und daraus IaTst lich die zerfireuende Kraft des in dern feeltliehenden Prisma enthaltenea Korpers leicht herleiten. Bei dieren Verfuchen murs das fellltehende Prisma I-o gegen den Gegenfiand AB gefiellt werden, dab die Strahlen von demlelben auf die vordere Flache dicfes Prisma Ienkrecht rin- fallen, welchcs fich ininier durch ganz einfache Mittel bewerkllelligen lafst ; denn da alwlenri die Strahlea durch die VorderAiche ungebrochen bin-

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durchgehn, lo werden dadurch die Formeln fehr ver- einfacht, naeh denen die trechende u4d die zer- /treuen de Krafi Pes fe/$elz en deli Prism a ber ech- ne t werden mufs. Diefe Formeln find folgende; lie kommen den yon @ o s c o y i ch gegebepen fehr nahe. Es ley

der brechende Winkel des fellfiebenden Prisma t=A derwinkel der brechenden FlCchen des Gch dre-

henden I’vlaafsprisma =A’, (alfo der verinder: liclie brechende Wigltel diere# prisnia, wenn der Index auf M Grade fielit, = A’. fin. M) und der Werth des reranclerlicbcn brechenden Winkels delTelben, bei welchem die Brechung des feWteh6nden Prisrna aufgelioben wird, To wie derjenige, bei welchem deflen Farben-

= 8

7 zerffreuung piifgehoben wird, - a.

des fertfielienden Prisrna . =& Der Exponent des Brechungs -VerrnGgens fey

des verinderlichen O+F MaaTsprisma 7 7 ; die Portion der rriirdern Brecliung, flir welclig

die Zerlheuung gleich in, rlR, dr i d R die zerff reuende Krdt des fef‘eh. Prisma D = -

R-c’ Wir hoben d a m filr die brephende Krnft des feMtehen:

fin. (9 - A) , woraiis rich n den Prjsma, fin. (9 - x) = r Gn.x

zugleicb Gn. x ergiebt; pnd es in. R = -- &LA *

Wenn die beidep P r i w e p in ihrem Bredwng+ Verpiigen nicht Sehr yerkhieden G n d , wie das bei I’rismen der Fall ill, die aus verfchiedenen Glas?

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[ '37 1 prten Leflehn, fo W e n fich folgende noch eiu- fachere Formeln brauchen :

p -

8 = r + r fin. q . cotg. A.

Es fey a - A = p und p - - - q ;

[o if i

Die zerJreueride Kraft des feelifiehenden Prisma lindet Iich dann folgendermalen :

R fin. x' = - . fin. A ,

F clR - 11 - - - . [tg. (a - x') . cotg. x'+ I] , und clr f

d r R € 1 - 1 r

p = - . - . [tg. (a - x') cotg. x'+ I].

Da R don Exponenten des Brwhungs -VerhaltnilTes fur die Strahlen von niittlerer Brechbarkeit bedeu- t e t , L'o ifi dR ein Theil der ganzen Urephung, und iriinier gleich den! Unterrchiede der beiden Expo- penten der ~rec~iungs-VerhaltnilTe fur den aulser- lien rothen und fiir den iiufserrten vioJettenStrah1.- Beini MeITcn des Zerlireuungs -1'ermiigens vedcliie- dener Arten Yon Flintglas, iind in allen Fallen, wenn R und r nur wenig von einander verfchieden find, i f i x ' = A , untl Jann yenvandelt !ich die Jetzte Forinel in die folgende wcit einfachere:

dr . [ te . :a -A) .corg .A+ I ] - P = 1'1- 1

Sollte der Fall eintreten, dars der Kiirper, wor- aus das feelifiehende Prisma befielit, ein To grolics

Hrechungs -Vermiigen tiatte, dal's der grijfste \I-iii-

kel des MaaIsprisuia die Brechung und Zerlireuung

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c 135 1 delT'elben nicht aufzuheben verm8cht8, fo m a d e man das MaaTsprisma zum feffen, und das entlre zum baweglichen, indem man beide rnit einander vertaulcht, uad vermindre dann durch Drehen den veranderlichen brechenden Winkel des letzteren Prisma, bis es die Brechung und Zerfireuung des hlaa&prisma aufhebt.

Der grarste brechende Winkel in jedem der beiden Prismen kann mit der aurserlten Scharfe be- lfimmt werden, untl die Veranderungen des hre- chenden Winkels des Maalkprisma laKen Ech nach einer Skale menen, welche hinlaogliche GrGfse hat, urn noch die kleinlien Ver5ndarungen anzu- geben *,I. Es hiogt daher die Genauigkcit der Re- rutrate hauptfachlich von der Genauigkcit ab, mit der man das Zufammenhllen der Bildcr und die vollkommene Aufhebung allrr Farbrn beobachtet. VI. iinl'ctit nian eine noch griihere Scharfe der Heob- achtungen, lo braucht man our den Gonionieter mit den beiden Prismen vor das Objectivglas eines kleineo Fernrohrs zu fiellen, und durch diefer das prismatirche Bild des Gegenllandes AB und denen Farbenrander zu beobachten. Diefe drfcheinen

*) Ifi dor griifrte brechende Winkel der Prirma in einem Fall 2 0 ' . in einem andern Pall 5', 10 hahen wir einen Bogen von go , der unr alr Skdo gum MeKen der Veranderungen des brechenden Wiokels im erlten Fall ron oo bir 200,

im sweiten Fd1 von o bir 5" dient; und fo wachR ver- 11.tltnJsmafsig die G d s e der Skde in eben dem Grade, i n welchem die GruGo dcr brechcndrn Winkelr gwingcr nir d . B r.

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c '39 1 dann bedeutend vergrafsert , und ihre Aufhebuog ifi all0 urn To Cchrer wahrzunehmen; und follte ouch das Fernrohr nocli einige Farben haben, fo fiiiren diefe nicht , da fie von jenen farbigen Rin- dern leicht zu unterkheidcn Gnd, auch fehr grolje Oeffnungen und Vergriikerungen hierbei nicht ger nommen zu werden brauchen.

Der Dr. B l a i r hat in feiner fcharfhnigen AblJanJlung iiber die unglciche Brecltlnrkeic des LLCJJCPS, mit Clairaut und Boscovich behauptet, die verhaltnifsmifsige Griifse des farbigen Raums *) Iey verCchiedcn nach Verfchiedenheit der brechen- den Kiirper, und aus diefern Grunde la& f i& keine vollkommne Aufhcbung aller Farben mittelfi zweier verl'chiedner durchlichtigen Kiirper von un- gleicliem Zerfireuungs - Vermiigen hervorbringen. Diefe merkwiirdige Thatfache ilt f'eitdem yon dem Dr. W o 1 1 a fi o n befiritten worden, welcher be- Ilnuptete, dafs er bei allen Kiirpern, die er unter- l u c h t , bei ahnlicher Lage des P r i m a die farbigen Haume von verhSltnifsrnafsig gleicher Grofse ge- funden habe **), Der Dr. B l a i r fchreibt, wie ich

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i 8 4 0 2 mil's, diefen Nicht - Erfolg WoflaRon's dem TJm- ffande tu, dafs Wullalton fich keiner Linl'en be- dient habe, d'afs 'diefe aber die uncorrigirten Far- ben bedeutend vergriikern, und . dadurrh mehr EchtIich macheo , als wenn-man allein das Prisrna braucht: Bei ineipen Verfuchen iiber die zer- fireucndeq Krafte habe ich indel's auch durch blofse Prismen ous verlchiednen durchlichtigen Kiirpern die oicht corrigirte. Farbe in GeItalt griioer und weingelber Riinder erfcbeinen fehn, und ich babe fie bei mehreren weder von Blair noch von Boscovich unterfuchten Kiirpern gefunden, Wird daher die zerlireueude Kraft YOP Kiirpern, in wel- chen diel'e l Nicht - Proportionalitit Statt jindet, durch die ebep befchriebeae Methode gemelre'n,

fair, ' und fGhrte Gber die miigficben Irrthimer Recbnung. Zulerzt muhie er inders doch die Nicht- Proportion.alitiic der fdrbigen .Raume suKeben, a h ein.0 Thatkche, wrlclie durrh unwiderlegliclie Verfuche dargethan ley, und or zsigta nun, wia fich do& wenigRens drei Farbcn der Spectrum in den achromqtircelcn Fsrnrohten rufheben lar- fen. DerLIben fiIeiaung war Unrcr beriibmter Landsmaan J o h n R o b i Ts n , LU Polgn signer Verhche. YVer geneigt ilt , der Meinung des Dr. YVO 11 a It o n , rls auF directere Brweile lich griindend, den Vorzug zu geben , dem Ichla- ge ich folfienden entfcheidenden Verfuch vot. Man neb- me sin Prisma aus Cdliaiihl und eios au3 Kronenglas, und vermindro dt-n brccheadeq Winkcl desjenigen, welches die Farban im grulsten Grade herrorbringt , bir das hindurch- gPlnLTpne Liclit miiglicLli farbenlos ilt. I n dieler Lage iR die Mengo unaufphobner Parbe noch To grolj , dal j fie lich keiner riitlern Urlrche, a h der Unglrichheit in den corrdpondirendrn I3iiimen der Farbenrprctra, die durch Flintglae iind durch CsOiaiihl gebildet werdcn. eulchreiben ] a h . hiehr daron in sinern fOl6OndCn AutTatze. B r.

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fo wird das Erl'cheinen der griinen und weingelban Bander die Lage des Maalbprbma audeuten, bei welcher die Farbehzerffreuung der in der Unter- fuchung begriffenen Korpers aufgehobm wird.

In den letzten Jahren i l l die Materie von den zerltreuenden Kraftmi der Kijrper blos in der Ab- Iicht unterl'ucht worded, um achromatil'che Verbin- dungen aufzuluchen und dutch lie die Fernriihre zu verbdern , und mdn hat die Farbenzerltreuunq von 2 odsr 3 Arten von Was und von einigen we- nigen Fliiagkeiten in Zahien beliimnit. Aiif eine allsemeine Art war die Sache noch nirht untrr- fucht wnrden. Dr. W o l l a f i o n hat das Verdienlt, hier zuerll die Bahn gebrochen zu haben; er be- liimmtc fur 33 KGper die Ordoungc worin lie nach ihren brechenden Kr;i&ten Ilehn, ohue jedoch irgencl eioe Schatzuog des Zahlwerths derl'elben zu geben *). lch habe mi t Hiilfe des vorhid bel'chrie benen Inffrumenth die zerliteuended K r i h e von mehr als rob durchlichtigen Kiirpern, von deo'en der grtifste Theil noch nie untarl'ucht *orden war,

in Zahlen beltimmt, und dabei viele hijchfi uner- wartete und nierkwiirdige Refultate erhalten , wrl- che uns neue Eigenkhahn der durchlkhtigen Kiirper kennen lehren.

Doch es i f i nGttiip, dars, bevot ich diefe Re- fuliate niittheile, ich clas liifirurnent und dir Me- thwle uniliancllictier telclireibe, durch die ich fie erlialten rrabe.

*, Sein Aufhtz h h t in dialen Annrlon B. 51. S. 410. G.

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h 1 Man Eeht diefes Infirument in einem fenkrech-

ten Durchrchnitte abgebildet, Fig. 6 Taf. I. Der ring- farmige Kreis A, B ill auf reinem EuGern Umfange in 360" getheilt, und fell ruit dem rtihrenfiirmigen Stiick ee verbunden (and has a tubular fioul- der ee) , welcheq Gch auf der Huhre d d d d bewe- gen laljt, deren Ende dd in dem FuGgeReH C!D ferilitzt. Auf diefer letztern Rtihre. ili ein anderes kleines Rohr befeeltigt , das den Arm dc triigt , auf denen Urn fang der Vernier angebracht ill, welcher die Grade der Theilung weiter einthcilt. Das vor- &re EnJe d'd jencr Riihre endigt Gch in einem Ringe, und an dieIem ill das Prisma m befefigt, denen zerl'treuende Kraft man befimmen will, Das Maabprisma n, deflen brechender Winkel eine foL che GrGte hat, dah es Iliirker als das l'risma m zerfireut, Etzt fell an einer Rohre Jg, welche auf die aufsere Oberfliiche des Schulterfiucks ee aufge- fchroben ill (Fig. 7). Wenn folglicli der Kreis AB gedreht wird, To nimmt er diefe Rolire Jg mit, und das Maafsprisma n dreht lich genau To wie er, indefs der Vernier c und das andere Prisma m in unveranderter Lage bleiben. Und weun tlic in- neren Seitenflachen der beiden Prisrncn in irgend einer Lage des Kreires einander parallel Gnd , und auf der Axe der Drehung f'enkrecht fiehn, To behal- ten lie dieren Parallelisnius in jeder andern Lage.

Will man dieres Infirument brauchen, To 1afst man vor einem Fenffer ein 3 bis 4 2011 breites Bret AB Fig. 8, d&en Kanten vollkommen gerade und

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I I43 1 parallel find, To genau als miiglich horizontal bea feftigen , To dali es eio Bldoth CJ3, welches man von dem obern Theil der Fenlters hertabhangen Isst , rechtwinklig durchkhneidet. Man Rellt dann das Inffrument i4 dnen lchicklichen Abltaod van dem Brete, fo, dab die Gefichtdioie von dern Mite telpuncte E des Brets nach dem in 0 (Fig. 6) Gch befindenden Arige, auf dern Brete AB und auP der Vorderflache dee Prisnia rn fenkrrecht Iteht. IR das Inltrumeot fo adjufiirt, To dretrt man es m dern Rohrc, welcbes den Kopf des Stativs 811s-

macht f dd'dd' Fig. 6 ) , lo weit umher, bis die Kante des breclienden Wiokels des Prirma m lbnkrecht auf dern Bleilothe CD ill, und ffellt es in ilielkr Lage feff , mittelll der Scliraube S. DieI'e L a p Ialst fch aber leiclit erhalten, wenn man mit rlep

einen Hiilfte der Pupille durch das Prisma m , und niit der andern direct nach CD Geht , weil alsdann beide Bilder zufammenfallen miilTen, Betrachtec man nun das Bret At3 durch das Prirma m , fo er- fcheint die untere Seite derelben mit einem rothen und gelben, und die obere mit einern blauen und violetten Rande. Sciiraubt man darsuf die RGIire fg mit dern Maalspristno n auf das Schulrerliiick ee'

auf <F16.7), lo dah der brechende Winkel dell& ben dern dea erltern Prisma eotgepengelettt Iiegt, die Kante aufwrirrs gekelirt uod I'enkrecht auf CD, fo zrigt Gch DUD der rothc und gelbe Hand an der obern Seite deo Brets AH und der blaue und vio-

l a t e Rand an der untern Seite, weil das Maals-

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c 144 3 prisma die fiirkere Farbenzerfireuuog hat; Urn den brechenden Winkel deflelben eu verminderni dreht man den Kreis nach der rechted Hand zu+ wahrend der Beobachter immerfort das durch die beiden Prismen eotfiehende Bild d e s Hretes AB in1 Auge behalt; Er Geht dann die farbigcd Rander allrnahlig fchwacher wercleri. Verfchwinden fk endlich; und zeigt ficii das I h t ganz farbenlos, Ib lielt mad die Meage von Graden und Miduted ab, welche der Vernier au€ dem Bingetheilten Kreife abkhneidet j und Tchreibt lie aufr Eben lo dreht man den Kreis links herom 4 bis alle Farbenrander verl'chwunden Gnd 4 und l'chreibt ebeofdls die Zahl von Graden und Minuten aufj die der Vernier als- dann abl'chrieidet. Bedeutet

cp den Bogen) der zwirchen diefen beideri Lagen des Maafsprisrna n enth~lten i f i ,

B den Winkel der brechended Fljicherl des Mads; prima, und

ci den brechenden WinkeI, zd welchem es herabge- bracht i l l , bis es die Parbenz~rfireuung des Pris- ma m aufhob,

To in ci = B . UOC 'p.

Ifi Zuni Begpiel das Prismd m mit WuJci ge- f i i l f tg und hat einen breclienclen Winkel von 24" 39'; und berteht das Prima n aus FlintgZasj u ~ d hat cinen brechenden Winkel B von 4 t 0 II' ,

fa wird Q = 1560 Ihyn. Und ill cliel'es der Fall, fo haben wir a 5 ((ito 11') cor. 75" = 8 O 34'. Allb oorrigirt ein Flintglas-Priscna niit crinem brechenden

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I I45 1 Winkel von 8. 34' die Farbenzerheuung cines Woller-Prisma mit &em brechenden Winkel vop a40 39'. IR folglich die brediende Kraft des WaITers und die des Flintglofes bekannt, und zugleid die farbenzerfireuende Kraft des Flintglafea, fo 1iLt Gch hierau leicht die zerltreuende Krafc des Waflers nach dm S. 137 gegebenen Formeln berechnen, wie dieres das folgende Beifpiel zeigt ; bei dem wir die brechendc Kraft des Flintglafes r= 1,616, die bre- chende h a f t des WalTers R= 1,336, und die Par- tion der mittleren Refraction des Plintglafes, wel- cher die Z e r h u u n g gleich ill, d r k o,o&o fetten wollen. Wir liaben dann

log. R = log. 1,336 = 0, I a5806 = O,l084L$I 9.9 I 7365

9,537578

log r = log 1,616 __L__ R

r alro log. - = dazu loelin. A=log. h. allo 39'= 9,620aiS giebt log. Gn. x' =

alro X' = aoo re', und Q = 8" 34' giebt a - X' = - I t o 3b'

log. cotg. x' = I0,@50 I 7 l og tg. (Q - x') = 9,512327

9,747344, Num. = - 0,5539

0,MK I + I

= 9.9 17365 log d r F 8,505150 log. 0,441 I 9,644537

8,06705a Num. = 0,0117 = dR

R r

log. -

Annd.d.Phlfik. B.50. SI. a. J.18r5. Sr.6. K

Page 18: Versuche über die Farben - Zerstreuung fester und flüssiger Körper

Fnlglich ill die Zerfireuungskraft des WaFsrs hier- Dach o,&@. Eine andere Beohachturig niit einem andern Flintglas-Prisma gab mir dH=o,oi 19 und

tJ R - - 0,0352. ti - - I

AuC diere Art habe ich die Zerfireuungskrafte aller in der folgenden Tafel eothnltenen Kijrprr mit vieler Sorgfalt gemelTen and berechnet. Die

dH erffe Spalte derfelben eothElt die Werthc. - I+--,* welche das natiirliche Maafs der Zrrfireuungskrafte l i ~ d ; und die zmeite Spalte tlie Weithe von dK, oder den Theil ,der ganzen Urechung; welcher die ZcrIirruung gleich ilt.

Die in dierer TafeI enthaltenen terffreuenclen Kr-fte p h n von o,oaiS his 0,400; jene ili den1 Kryolitii eigen , diek dem chrorniumfuurerj Blei, und zwar ili fie in dierem niit der griihen (der un- gewiihnlichen) Brechung varbunden, (nach Schiz- zung.) Die GrGlse dieles Zwilchenraums wird je- den iiberrafchen , der weirs. dali .8 e w t o n und E u l e r meinten, alle durclrfichtigc KGrper hatten einerlei Zeriireuungskrsft. Die bwden Kiir per, dwen tie zukouinien , waren bishrr noch von nie- mand in dicl'er Hin[iclit uuterl'ucht worclen.

Chromiumfaures Blei, Healgar nnd Phosphor baben, wio die grolsren brcdirnden, To auch die griibsteo hrbsiizerffreuenden KI afre. Auffall-nd ifi das grofse Z e r ~ i r . e u u i i ~ s - V e r m i i ~ ~ n ~ P S CaJJaohh,

prelches l'dblt dss des Phosphors irlcrtrilit, uber

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c 147 I das aller andern thierifchen und Pflanzen - Riirper wcit hinaus liegt, und auf irgend einen Beltandtheil zii deutcn kheint, den die chemifche Analyle noch nicht aufgefunden hat.

Bei Vergleichung der brechenden untl der zer- fireuenden Krafte der durchfichtigen Kijrper mit einander, zeigt Iich kein Gelktz, wonach fie von eiuander abhangen. In den beidan einfachen ver- Lrennlichen Kijrpern , Scliwefel und Phosphor, und in den Metal l /aken. ifi mit eiaem grofsen Brechungs - Verrnogen eine h r k e Farben - Zer-

Ctreuung verbunclea. Die Edelfleine iibertreffen zwar an Drechungs -Vermogen das Flintglas, llehn aber im Zerfireuungs-VermGgen mehrentheils lelbfi dem WaITer nach. Beide Kr,afte entrprechen ein- ander fo ziemlich in den licirsen. Gummien. Oehlen und BaI/izmen, iind iibertrelkn in ihnen weit die KrSFte cles WalTers; eben Co gehn i u beitlen mehrere geJarbte GIGfer deni Flintglak voran. Die Zerfireuungskrafte der Salzfaure; der

Salpeterfaure und der folpetrigen Suure find be- deutend grorser , die der Schwefelraure, der Phos- p?iorS;iure, der Citronerqaure untl der WeinJeirr- /;we dagegen kleiner als die des Waflers. Unter alien Kiirpern haben die beiden Flufsfaure enthal- tenden Minerale, der Flu/flpul?i und der Kryo- Iitk, das kleinfie Z e r ~ r e u u n g s - V e r m ~ ~ e n , augleich such haben Lie unter den fefien Korpern das kleinfie Brechungs-VerniBgen. Topas, der 17 bis ao Procent FluCsTaure enthalt, hat eine falt eben

K 2

Page 20: Versuche über die Farben - Zerstreuung fester und flüssiger Körper

c 14s I 10 kleine Farbenzerf i r ruun~ als der Flufsfpath, da- g " p , gleich den audern Edelfteinen, ein grofses Ih ecllungs -VemGpn.

Am auffnllrndfien End indefs die Refultate, auf WcI(:hY die in der folgenden Taft.1 verzeichneten Beobachtungen iiLer doppelte Stmhlctibrecliung ffiliren. Meiae erlten Verfuche dariiber liellte ich niit dern isZatrdi/c~en Kri/Zall an; zufallig fanden llch die Farben dcs am fchwactrliea gebrochnen &rraelenbiindels aiugehoben, und die Beobachtung f;ab dic? zerlireuende Krah o,oa6, alfo bedeurend kleiner als die des WaUers, weiche 0,035 iff. Die- fes iibarrafchk oikh niclit wenig, da in Dr. Wol- lal&*r Tafel me zeritreuendeh KraFte des kliindi- lichen Kryfills ' bcdeutend hoch iiber dern WaKer, &a~'lelbd Uber'c~em Diamarlr liehn. ' Ich wieder- holte daher die Benimmuag fowohl mit andern Prismen aus islandifchem Kryfiall, a h mit an- dcrn Maafsprismen aus Flintglas und Kronenglas. Sia beitiitigten das vorige Rel'ultat. Da wir inders beitle der Meinung gewefen waren, der islandifche Kiyliall habe-.;,r ewe zetllreuende Kraft , To eilte i:h, die mit dcr uagewiihnlichen Brechung verbun- drne zii rnelfen; lie fand fich griil'ser als die zer- fireuen'de h a f t des Wafleers. OfTcnbar hatte alfo Dr. Wollalion die Farbenzerffreuung der grGisren Brechung genlc:lI&n, indrfs ureine Bertimrnunk Lich aitf die Farbaii der klvinficn Hrechung bezl.bg. Und To fand Lich deiin, daC CiPles nierkwiiidige Mine- ral,, das durchkine cloppelre S m l ~ l e u b ~ e d l u ~ die

. .

1

. . . . . .

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I 149 1 Phyfiker lo lange gemartart hat, die nicht minrler aulserordentliche und unerklarlichr Eipnl'chaR ei- ner doppclten Farlerrzcrflreuung behat.

Verhche, die ich ntit andrrn verdoppelnden Kryllallen anltellte, z. B. mit Strontianit, riiit koh- Ienfaurem Rlei und rnit chroml'aurem Blei, zeigten, dais auch in ihnen jeder der getrennten Strahlen, biindel eine berondere farbenzerheuende Kraft be- fitzt. Dieres allgenieine Gdetz jll zwar mit keinec eintigen optil'cnen -Erlcheinung . jn H idedpruch, hangt aber doch To wenig von allern dem iib, was wir von dem Zulsmrnenhange zwirchen den bce- chenden und den zerffreuenden Kraften wilTen, dafs man a priori riie wiirde darauf gckommen Ieyn. Bis jatzt hat nieniand ouch nur einnial ver- muthet , dal's bei doppelt,er~ Brechung immer auch eine doppelte Farbenzerlireuung Statt, fin& *). Hiitte man blos nach Analogie urtheilen lollen, 10 wiirde man daraus, dah alle Minerale, in we]-

') C a w a l l 0 , d e r in feioen AnfaogrgrGnden der PhyLk Zahlbefiimmungen der Zrr l t reuung einigar wenigeo~ Kiir- p r r , nach verkhiednen Optikern, cufammengrfiellt hat, g i rbt in der T h a t fiir jede der beiden Brechungen in islindikhen Kryftall eine bdondere MrlTung ihrer Farben- zerfireuung. D i c h find inclels nichr MrnLngen der Iiei- den Zerlireuungskrillie der Kryftalls, fondrrn nur cler Far- benmeage, welcbe durcli j rde der beiden Drrchnngen her- vorgebracht w i d , und t'olglich den Brerliungen lelbrt proportional ift. A u f diefrlbc Art habrn swei Prisinrn aus Flinrglas mit verrchie4lneri b r e ~ l i e t d e n Vl'iitkelo lwei Zrrsfreuuiigcn, obgleich die =+eueade Kraf c in bri- deu dielilbe ift. B r.

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I 150 3 chcn Metall der Hauptbellandtheil i R , ein grofses flrechuogs -Vermiigen und zugleich ein grobes Zer- ffreuungs-Vermijgen, die Etlelfieine aber ein' gro- fses Brechuags -Vermiigen und nur ein kleines Zerkreuungs -Vermagen b e h e n , unff reitig haben fchliet'sen mi,iITen, dab auch bei den Kryfiallen von doppelter Brechung die grofste brechende Kraft nit der kleiollen zerfireuenden &aft verbunden feyn werde; diefes ifi aber der Erfahrung gerade zuwi- der. Diefe merkwiirdige EigeuCchaft eines doppel- ten Zerltreuungs- Vermiigens fcheint einige der Theorien zu widerlegen, durch die man die dop- pelte Brechung hat erkliren wollen; auf jedem Fall verrnehrt lie die Schwierigkeiten, mit denen der Phyliker au kampfen hat, bevor es ihm gelin- gen wird, die anomalen und eigenhnigen Erfchei- nungcn, welche dasLicht uns bei feinem Durchgehn durch durchfichtige KGrper giebt, a d eine genii- gende Weife zu verallgemeinern.

[ 1. Die To bezeichneten Kirprr fiaden fich aucb in Wol la- Ro.n'r Tafel derRaihnfolgs der rerlireuenden Krifte, iu d i e h Annal. B. 31. S.411.3

grdbte Brech. (gefcbitzt) i (geh gewirs hin-

kleixifie Brechung 1

ChornirrmJmres Blei,

aus iiber)

Grofse drr oernreueoden Krrft, oder Werth yon

d R A T

0,400

0,296 0,262

WelchemThle. der Brechung ciic Zerfireuung gleich ill, oder Werth von d R

0,770 *)

0,3458 **) 0,570

Diere ScLiizung griiadet Ech auf folgeode Beobachtungi Ein Prirma aus CalliroLI mit eintm breciienden Widel

Page 23: Versuche über die Farben - Zerstreuung fester und flüssiger Körper

ernr. Krrl d R R--I 0.167 o , a 5 i 0 1.39 0,1.’10

0, I28 0,105

0.093

0999 0,066 o.os.5

0,06- 0,0.~6 0,065 0,063 o,o6a o,o6a 0,06 I

o,oGo 0,060 0,060 0,UtJO

0,057 0,055 0,054 0,055

011’77

yon 59’ 30’ hebt n i c h VdIig 8uf die Parhcnserltreuuug dcr Rriilstea Brechung einer Prisma vatn chroaiilaitrein Blei mit einem brechendso Witikrl von 9“ 16’. und die u o w r r i - girre Parbe iR nicbt vie1 &*ringer. a h alle durrh die Irtzte Brechung hervoteebracbre Parbe. B r .

*’, Dieknt l i q t folgende Ilroba-htung zum Grunde. Ein Prisma aus GaIIia6bl mir brecheodem Winkel oon 39O 15’ lirbr die Farbenzrrhruuiig auf der kleinerrn Brrchtinp ei- nm Prisma ~ U I chromlhurPm Blri mit bredendern Wivkd von 90 1 6 - II r.

Page 24: Versuche über die Farben - Zerstreuung fester und flüssiger Körper

Stein fab Kau tfch k PimenMi 2 F h t g l a s eine Ar t t

eine zweite *) eine dritte

Dunkel purpurfarbnes GIm AngelikaGh I Thymianii/rl Fenrrgrec - Oehl Btbc/ubarbmiibI FLGhkraut ii/r I (penny royal) Gewbtinliches Kiimiiiel6hl DilLiihl Berg am ot Chi Terpentin von Chios Weihrauch (Gum T h s ) CitranenGhZ WachotderGlrl KumiIlenChl Sandarac dtrontianit, griiEte Brechung Ziegeliihl Salpeterfiure Laiiendelohl Sch we felbavam Schildpatt Horn Kanadzyccher Ra$am t MairunGhL Olibanum

Vertli yon d R

0,02g 0,028 0,026 0,05a 0,029 0,028 .o,d I 0,025

0,024 0,024. 0,022

0,024 0,024 0,023 0,023 o,oac-. 0,028 o,oaS 0,021 0,02 I 0,0a5 0,032

0,021

0,o I CJ

0,02 1

0,023 01027 0,025

0,024 0,022

0,024

*) Die zerrtreuende Kraft der rerlchiednen Arten ronFlintglar, nelche D 0 8 c ov i c h unterlucht hat, fie1 mi lchen 0.0457 und o,ojaj. Dr. R o b i f o n h g t , ein .on ihm mit gro- fser SorRIalr unterruchtes Stuck Flin~glar hrbe die zer- f ieuen~!c &aft 0.038 gchaht . er hat Iich aber vrrmuthlich bsi der Berechnung leincc Verluchs geirrt. B r.

Page 25: Versuche über die Farben - Zerstreuung fester und flüssiger Körper

c 153 3

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c G4 3 Werih von

d R

0,o I 8 0,019 0,020 4)

0,018

0,620

0,O 13 o,o L a

0,011 O'O ' a '9 0,o 19 0,027 0,o I 8 0,0..i

0,016 OJoa7

*) DicZrrnreuungrkrrft der verfchiedneo Arton Remeinen GI& @raJ.., , welcha Sorcovich unterfucht'hat , vrriirteo zwi- [then 0.~333 und 0.0346 ; Dr. Rohifoo hat die Zerfircuunga- h a f t einer LU Leirh vcrfertigten Kronenglafeo nur 0,017 g" iunden. o r .

'7 so , fehr ich rurh wiiokhte drr Zerheuuogs-Vermiigm &'a iurserw uod dei inneren Theilr d r r RrjJZnlffnJu su brl&irnrnw, fo wir dirfer doch nicht auszufihren, dr e. F i r nicht m8,@1rk WU. irgend einm Theil. derfrlben von glrichfiirmiger btechendeo Kraft LU findeo. We~ea d r r sllnahligrn Zunehmenr ihrrr brecbenden Dichtigkeit nach dem Mittelpunkto L U , lieht man durch &en Theil cler- fee(ben n:e em Uild mit Deirtlirhkeit , und b i Vurfuchm, die l aoar Ktykdlinfo, welche ungrfihr 0.31 Zoll im DurrhmrITar hatte, io ein Prism. zu remrndeln, fand fich. d r t , nenn fio gleich ron swei prralle!*n Glrrehnen brgriinac wurde, fie doch no& eiue Brrnnweice vnn 0.45 Zoll h u e , d.hCr fie zu d d c m VeiLch lich nicht eiguete. B 1.

Page 27: Versuche über die Farben - Zerstreuung fester und flüssiger Körper

CAryfOliLh Kronetrglas Ainbmt'hl (oil of ambergrcafe) Weiniilil Phosphorfaure, fefie in Prismen, Tufelglus -f Schwefdfarrre t MreinJeinJ0ure

Borax Axinit AlkoAoI t Lyc/rwerfpath t Yirrmalin S trodani t , WeinRe Brechung fier,oRryJtalI + Smnrugd hialkiJParh, kleinere Brecliung Suphir, bla uer, TopaJ, bliulicher, von Cairngorn

von Aberdeenlhirc ClrryJoberill Sclrwefel/;rrirer Strontian

Kryolith F l I b f{fiIZt/h t

d t r . Kral d K

a-1 0,033 0,053

-

0,05 2

0,03 a 0,032 0,032

0,030 o,o3 I

0,030 0,050 0,029

0,029 0,028

0,027 0,026 0,026 0,026 o,oa6 0,02 5 0 9 0 2 4 0,025 0,024

0,022

0,022

Ich darE nicht vergelren, dern Baronet S i r G e o r g e M a c k e n z i e , dern ProfeKor J a n i e f o n untl Hrn. T h o m a s A l l e n meinen Dank iiffent- lich zu bezeigen, fur die Bereitwilligkeit, mit der fie uiich fir meine Unterfuchungen iiber die bre-

chendcn und die zedtreuenden Krafte mit meh- reren Mineralien, die ich mir ohnedem n i c k wiirde haben verfchaffen kiinnen, verfehn haben.

Zuni Schluli noch die Bemerkung, dafs es noch cine antlere Nethocle giebt, die zerfireuenden

Page 28: Versuche über die Farben - Zerstreuung fester und flüssiger Körper

c 15.5 1 KrAftc! durchfichtig~r Kiirper zu bell irnmen, welche zwar niintler genau, als die von rnir gebrauchte ilt, doch unter gcwNen Umfianden Beachtung ver- dient. Sieht man namlich durch ein Prisma nach einem horizontalen Querholze eines Fenliers , I'o errcheint diefes an dem einen Rande roth und gelb, an dem andern indigoblau und violet, und iR der Winkel , den die Strahlen von beiden Randern mi t einander machen, grol's, re zeigt G c h eiu Juokler Raum zwilchen dern Roth und Violet. Entfernt miin Gch von dem Fenffer, lo wird in dem Grade, wie der Gelichtswinkel abnirnmt , diefer dunkle Haum immer lchmller , und verkhwindet endlich gnnz, und in dem Augenblicke, wenn das Hoth und Violet Gch beriihreo, zeigt Iich der Anfang e i ~ m IlaJrocIien (pink) Screifen zwifchen ihnen. SiDd daher dar brechende Winkel und die bre- cheode Kraft des Prisma bekannt, fo kann die Eatc fernung des Augas von dern Querholze des Fen- hers, wenn der blabrothe Streif Iich zu zeigen be- giant, zum Maafse der zerflreuenden KraFt des Prisma dienen. Halt man es fir zweckrtiafsiger, die Beobnchtuogen l e i gleichbleibender Entfernung Jes FenRerholzes vom Prima aozulMlm , lo lalst fich der brechende Winkel durch Drehen des Yrisma vermindero , auf die vorhin befchriebene Weire , bis es den. blarsrotllen Streifen zwifchen JPm Hoth und Violet zu zeigen anfaugt, und dielex

iukel in Rechnung bringen.