Titel: | Ueber ein analysirendes Photometer; von Hrn. Govi. |
Fundstelle: | Band 156, Jahrgang 1860, Nr. XI., S. 30 |
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XI.
Ueber ein analysirendes Photometer; von Hrn.
Govi.
Aus den Comptes rendus, Januar 1860, Nr.
3.
Govi, über ein analysirendes Photometer.
Die Schwierigkeiten, welchen man jedesmal begegnet, sobald es sich darum handelt,
Lichtquellen unter einander zu vergleichen, die verschieden gefärbt sind, haben mich
auf die Idee zu einem Photometer gebracht, bei welchem nur die Strahlen von gleicher Brechbarkeit zum
Vergleich gezogen werden. Auf die Idee zu diesem Apparat verfiel ich im Jahr 1850,
als ich den schönen Versuchen des Hrn. Despretz mit dem
elektrischen Lichte beiwohnte. Ich machte mit demselben sogleich einen Versuch bei
Hrn. Duboscq, und das Resultat entsprach auch meiner
Erwartung; da ich mich aber nur einer unvollkommenen Vorrichtung bedient und mit
einem ganz rohen Versuche begnügt hatte, so blieb die Sache zwischen mir und dem
geschickten Opticus, welcher mich bei diesem Versuche unterstützt hatte. Ich gab
indessen meine Idee nicht auf, und nahm mir vor, dieselbe zur Ausführung zu bringen,
sobald die Umstände es mir gestatten würden. Gleichwohl ist eine Reihe von Jahren
verflossen und mein Photometer ist noch in der Skizze verblieben. Der Versuch
indessen, welchen ich mit demselben angestellt habe, läßt mich an seiner Wirksamkeit
nicht zweifeln, und ich denke deßhalb, es ist besser, ihn so zu weiterer Kenntniß zu
bringen, wie er vorliegt, in der Hoffnung, daß er irgend Jemand nützlich seyn werde,
als ihn immer bei mir zu behalten, ohne daß er mir von Nutzen ist.
Das Princip, auf welchem das analysirende Photometer beruht, ist leicht zu begreifen.
Es setzt jedoch voraus, daß die zu vergleichenden Lichtquellen nicht aus einfachem
Lichte bestehen. Wenn dieser Fall eintreten sollte, würde man auf das Urtheil
mehrerer Personen sich berufen und sich begnügen müssen, von den verschiedenen
Ansichten die in der Mitte stehende fest zu halten; denn da alle Augen die
verschiedenen Farben in gleicher Weise nicht schätzen, so ist kaum anzunehmen, daß
sie Lichtintensitäten in gleicher Weise bestimmen werden.
Bei den gewöhnlichen und practischen Photometern handelt es sich aber bekanntlich
nicht darum, gleichartige, auf verschiedenen Punkten des Spectrums aufgefangene
Lichtstrahlen unter einander zu vergleichen, sondern es handelt sich stets darum die
Intensität von zwei Lichtquellen, welche viel weißes und ein wenig irgend wie
gefärbtes Licht enthalten, vergleichend festzustellen.
Dazu kann man auf folgende Weise gelangen.
Man bringt in einem prismatischen horizontal verlängerten Gehäuse zwei Oeffnungen in
den sich einander gegenüberstehenden verticalen Giebelwänden an. An diese Oeffnungen
setzt man zwei kurze Röhren, in welche andere Röhren geschoben werden können, an
deren freistehenden, äußern Enden zwei vollkommen gleiche und mit dünnen und
parallelen Rändern versehene Spalten angebracht worden sind. In der Mitte des
Gehäuses und genau in der Richtung der beiden Spalten, welche vertical stehen müssen, werden zwei
rechtwinkelige Prismen von weißem, sehr reinem Glase und zwar so befestigt, daß ihre
Hypotenusenflächen einander gegenüber sich befinden und daß während zwei der
Kathetenflächen vertical stehen, die beiden anderen mit dem scharfen Winkel sich
berühren und nur eine einzige horizontale Ebene bilden. Die Verbindungslinien der
beiden horizontalen Flächen vor den Kanten der Prismen müssen perpendiculär auf der
Achse des Gehäuses stehen. Ueber diesen Prismen befindet sich eine achromatische
Linse, die groß genug ist, um das Strahlenbündel aufzunehmen, welches aus den beiden
Spalten eintretend, von den Prismen zurückgeworfen wird. Die Strahlen, welche die
Linse passirt haben, werden durch ein breites gleichseitiges Prisma aus stark
zerstreuendem und möglichst weißem Flintglase aufgefangen. Seine Kanten sind der
Achse des Gehäuses parallel und man bringt es allmählich in die Entfernung, welche
die geringste Ablenkung für die mittleren Strahlen des Spectrums (z.B. für den
Strahl E) gibt. Beim Austreten aus dem Prisma fallen die
zerstreuten Strahlen auf ein mattgeschliffenes oder nach Foucault's Angabe mit Stärkmehl überzogenes Glas, welches vertical zum
mittleren Strahle des Spectrums aufgestellt ist. Man erhält so zwei Spectra von
gleicher Länge, die am Rande sich berühren und als ein einziges erscheinen, wenn die
beiden Spalten Strahlen von gleicher Intensität empfangen. Sobald aber die
Intensität des Lichtes, welches in eine Spalte dringt, sich ändert oder die Farbe
desselben wechselt, so modificirt sich das Spectrum, welches entstanden war, es wird
gleichmäßig blasser oder lebhafter in allen seinen Theilen, oder man sieht es auch
an gewissen Stellen sich erhellen und an anderen fast verschwinden. Im letzteren
Falle muß man eine der Lichtquellen so weit näher bringen oder entfernen, bis man
das Licht der mit einander correspondirenden Theile der beiden Spectren
gleichgestellt hat. Ist die Intensität der Quelle für jede Farbe auf diese Weise
gleich gemacht, so ergibt sie sich durch eine sehr einfache Rechnung aus dem
bekannten Gesetze, daß die Lichtstärke im Verhältnisse der Quadrate der Entfernungen
sich vermindert. Es versteht sich, daß man vorläufig für jeden Apparat die constante
Größe feststellen muß, welche man den von den Spalten aus gemessenen Entfernungen
hinzuzufügen hat, um dm wirklichen Abstand einer jeden Lichtquelle vom matten Glase
zu erhalten.
Um die Vergleichung der gleichfarbigen Theile der beiden Spectra zu erleichtem, kann
man auf der matten Glasplatte, auf welche diese fallen, einen Lichtschirm mit einer
feinen Spalte anbringen, die perpendiculär auf den Seiten der Spectra steht. Man
sieht dann durch diese Spalte nur grade das von jedem Theile, was für das Auge zu
einer leichten
Beurtheilung erforderlich ist. Indem man im Voraus auf der matten Glasplatte oder an
den Falzen, in denen der Lichtschirm sich bewegt, die Stelle der hauptsächlichsten
Fraunhofer'schen Linien bezeichnet, so kann man
nachgerade die bewegliche Spalte darauf einstellen und so immer die Intensitäten
derselben Lichtstrahlen erhalten. Die Länge der Spectren hängt von der
Zerstreuungskraft des Prismas, so wie von der Entfernung ab, in welcher die sie
aufnehmende matte Glasplatte sich befindet. Man muß vorerst die beiden Spalten in
eine solche Entfernung von der Linse bringen, daß ihre Bilder gehörig klar auf dem
Glase sich abzeichnen können. Man erfüllt diese Bedingung dadurch leicht, daß man in
die Spalten Sonnenlicht einfallen und auf der matten Glasplatte die
hauptsächlichsten Fraunhofer'schen Linien scharf
hervortreten läßt. Man kann dann die Spalten in dieser Stellung fixiren,
vorausgesetzt daß man die übrigen Theile des Photometers unberührt läßt. Die
Anwendung einer Loupe wird in gewissen Fällen die Schätzung der Intensität
erleichtern. Die Absorption des Lichtes betreffend, welche bei dessen Durchgange
durch die Prismen und die Linse stattfindet, so ist dieselbe unvermeidlich; wenn man
aber Sorge trägt, daß vollkommen farblose und durchsichtige Gläser gewählt werden,
so kann man sie fast in allen Fällen vernachlässigen. Man gleicht übrigens die
kleinen Verschiedenheiten in der Wirkung der beiden Seiten des Instrumentes dadurch
aus, daß man derselben Lichtquelle bald die eine, bald die andere Spalte
hinwendet.
Es würde nicht schwierig seyn, andere Stellungen der Prismen ausfindig zu machen oder
die rechtwinkeligen Prismen durch versilberte Glasspiegel zu ersetzen. Man könnte
auch das einfallende Licht polarisiren, die Spectren mit einer entsprechenden
Zerlegungsvorrichtung (analyseur) betrachten und die
Intensitäten nach der Winkelbewegung ermitteln, welche man dem einen oder dem andern
der Polarisatoren geben muß, um eine Gleichheit der beiden Bilder zu erhalten.