3. Ueber den DLch.ro.lsmus von Kalksputh, @car% wnd Twrmuldn far uktrurothe Stz-uhlen;

von Ern e s t Me 1 v - i t t. (Hlerta Tar. I Fig. 1-4.)

Seit der Entdeckung der Eigenschaft des Turmalins, den ordentlichen und ausserordentlichen Strahl ungleich stark zu absorbiren, ist der Dichroismus der Krystalle von vieleii Be- obachtern untersucht worden. Es hat sich gezeigt, dass der Dichroismus keine Eigenschaft ist, welche allein der Turmalin besitzt, sondern dass auch bei vielen anderen Krystallen die Sbsorption des durchgehenden Lichtes von der Richtung der Polarisationsebene abhangt.

Wenn man sich des engen Zusammenhangs zwischen den1 Absorptionsvermogen einer Substanz und ihrer Dispersion er- innert, so wird man zu der Annahme genothigt, dass ein gewisser Grad von Dichroismus bei allen doppelbrechenden Korpern zu erwarten ist. Nach den Theorien von He lmho l t z , K e t t e l e r u. a. wird bekanntlich das Verhalten eines Korpers betreffs seiner Dispersion durch seine Absorption wesentlich bedingt. Dn also die beiden polnrisirten Strahlen beim Durch- gang durch einen Krystall in ungleicbem Grade gebrochen merden, so ware eine ungleiche Absorption jener beiden Strahlen unmittelbar zu vermuthen. Es kommeii freilich manche doppelbrechende Krystalle vor, bei welchen ein merk- licher Grad von Dichroismus bisher nicht beobachtet werden konnte. Ferner fragt es sich, oh der Dichroismus der gefarbten Krystalle, z. B. des Turmalins, moglicherweise nur von irgend einer Beimischung des Krystalls herriihrt ; mit anderen Worteii, ob der Dichroismus in solchen Fallen nur eine zufallige Eigen- schaft ist, welche nicht unmittelbar von der Structur des Krystalls abhangt. Unsere gegenwartige Kenntniss des Pha- nomens geniigt nicht, diese Fragen zu beantworten, denn alle bisherigen Untersuchungen iiber die Absorption der Krystalle haben sich auf das Gebiet des sichtbaren Spectrums beschrankt, wiihrend das Verhalten der Krystalle im Ultraroth und im

Ann. d. Phya. u. Chem. N. F. 65. 4

50 E. Merritt.

Ultraviolett fast vollig unbekannt ist. Auch die Dispersion doppelbrechender Krystalle in cliesen ausgedehnten Spectral- gebieten ist nur wenig untersucht worden. Wegen ihrer Be- ziehung zu der Theorie der Doppelbrechung ist aber die genaue Kenntniss des Verlaufes der Dispersion bez. der Absorption in Krystallen von grossem Interesse. Der Verfasser hat es daher unternommen, den Verlauf des Dichroismus bei einigeii Krystallen so weit wie moglich im ultrarothen Spectralgebiete zu verfolgen.

Die Anregung zu dieser Arbeit ist von den Hrn. d u B o i s und R u b ens ausgegangen, welche bei der Untersuchung der Durchlassigkeit von Drahtgittern fur ultrarothe Strahlen sehr stmken Dichroismus beobachteten und ein eingehendes Studium der analogen Eigenschnften der Krptal le schon aus diesem Grunde €ir sehr erwiinscht hielten. Es sei mir gestatt.et, an dieser Stelle beiden Herren, welche mich auch wahrend der Arbeit durch ihren freundlichen Rath wesentlich unterstutz t haben, meinen herzlichsten Dank auszusprechen.

Auch mochte ich es nicht unterlassen, hier des ver- storbenen Leiters des Physikalischen Instituts, A u g u s t K u n d t , welcher meinen Untersuchungen stets das lebhafteste Interesse entgegenbrachte, in daiikbarer Verehrung zu gedenken.

Versucheanordnung.

Die Bestimmung .der Durchlassigkeit einer Substanz fur Warmestrahlen bietet im allgcmeinen keine grossen Schwierig- keiten, wenn es gelingt, den Apparat genugend empfindlich zu machen. Dass in dem jetzt betrachteten Falle die Strahlen geradlinig polarisirt werden miissen, andert zwar in keinerlei Weise die Versuchsmethode, doch erschwert dieser Umstand das Beobachtungsverfahren dadurch , dass die Intensitat der auf das Bolometer fallenden Energie infolge der Polarisation wesentlich sermindert wird. An der Polarisationsvorrichtung gehen etwa 70 Proc. der auffallenden Energiemenge verloren, wghrend durch Reflexion an den beiden Oberfliichen des Prismas ein weiterer Verlust von etwa 18 Proc. eintritt. 1) Infolge dieses Umstandes und anderer spiiter zu beschreibender Schwie-

1) du Bois u. Rubens , Wied. Ann. 1.9. p. 593. 1893.

Uichroismus. 51

rigkeiten ist es mir nicht gelungen, im Ultrarothen weiter zu gelangen, als bis zu einer Wellenlilnge von 5,5 p. Da die Durchlassigkeit der untersuchten Substanzen sich jedoch an clieser Stelle bereits als sehr klein erwies, so hiitte es wenig Zweck gehabt, noch weiter in der Richtung der lilngeren Wellen furtzuschreiten , ohne wesentlich diinnere Krysttdlplatten zur Verfdgung zu haben.

Im Laufe der Versuche hat sich, trotz des scheinbar ein- fachen Charakters der Bestimmungsmethode, das Vorhandensein einer Fehlerquelle herausgestellt, deren Beseitigung die Haupt- schwierigkeit der Untersuchung gebildet hat. Es fand namlich beiin Durchgang durch das Prisma eine Diffusion der Strahlen statt , welche dnrauf hinzudeuten schien , dass die Oberflache nicht ganz glatt geschliffen , oder das Innere des Prismas nicht vollstandig durchsichtig , sondern ein wenig trube sei.

Das von mir gebrauchte Fluoritprisma war in der That nicht vollkommen rein, aber auch nach Bedeckung der sicht- baren Spalten und triiben Stellen blieb der storende Einfluss der diffusen Strahlen fast ebenso gross wie vorher. Es ist sehr moglich, dass das Phanomen zum Theil von wiederholter Reflexion im lnnern des Prismas herrilhrt. Da aber ein zweites Prisma, dessen dritte Oberflache geschwarzt war, die- selbe Diffusion zeigte , so kann die innere Reflexion keine vollstandige Erklarung darbieten. Es scheint vielmehr die im Spectrum beobachtete diffuse Strahlung, von deren Vorhanden- sein man sich auf optischem Wege leicht iiberzeugen kann, durch die Construction der Spectrometer bedingt, da die aus Clem Prisma austretenden Strahlen unter sehr verschiedenen Winkeln gleichzeitig in das Beobachtungsfernrohr gelangen. Es finden infolgegessen an den Rohrwanden Reflexionen statt, deren Einfluss zwar durch Schwarzen des Tubus und durch Anwendung von Blenden verringert , aber , so weit meine Er- fahrung reicht, nicht mit geniigender Vollstilndigkeit beseitigt werden konnen , wenn man in Spectralgebieten arbeiten will, in welchen die Energie sehr gering ist. Bevor ich zu der Beschreibung der schliesslich von mir gewahlten Versuchs- anordnung ubergehe, mochte ich eine kurze Besprechung meiner ersten Versuche vorctnschicken, deren Resultate geeignet sind, den Eiiifluss der genannten Fehlerquelle erkennen zu lossen.

4 *

Zur Erzeugung des Spectrums diente ein einfaches, rnit Fluoritlinsen und Fluoritprisma versehenes Spectrometer. Fig. 1 zeigt ein Schema des Apparates. Als Energiequelle diente ein Zirkonbrenner 2, dessen Strahlen durch die Steinsalzlinse 1; concentrirt wurden und nach Reflexion von der Polarisations- vorrichtung P auf den Spalt S fielen. Der Polarisator bestand aus vier etwa 0,l mm dicken Glasplatten. Mit Hiilfe eines Nicol'schen Prismas wurde es auf das Maximum der Polarisation eingestellt , und zwar war die Polarisation der sichtbaren Strahlen fast vollkommen. In Verbindung mit dem ca. 10' breiten Bolometer stand ein empfindliches Galvanometer, welches von Hrn. Snow construirt und schon beschrieben worden ist. l)

Der hohen Empfindlichkeit dieses Instrumentes verdanke ich die Moglichkeit, diese Messungen, trotz der ungunstigen Ener- gieverhaltnisse , be- quem auszufuhren. Der Ausschlag des Galvanometers wurde

zuerst beobachtet, wenn die Strahlen direct ins Spectrometer fielen. Dann wurde die Krystallplatte, deren Durchlassigkeit gemessen werden sollte, vor den Spalt geschoben und der neue Ausschlag beobachtet. Das Verhaltniss zwischen den beiden Ausschlagen ergiebt dann, abgesehen von der Unreinbeit des Spectrums, die Durchlassigkeit der untersuchten Platte. Da diese in den meisten Fallen parallel zur optischen Axe des Krystalls geschnitten war, so konnten Messungen nicht allein fiir den ordentlichen, sondern auch fur den nnsser- ordentlichen Strahl mit derselben Platte gemacht werden. Stand die Richtung der Axe 2 . B. vertical, so hatte man es mit dem ausserordentlichen Strahl 211 thun , wahrend eine Drehung der Platte urn einen Winkel von 90° die Bestimmung der DurchliZssigkeit fur den ordentlichen Strahl erlaubte, ohne irgend eine Aenderung des Ubrigen Apparates. In allen Fallen wurde bloss der erste Ausschlag des Galvanometers nach Ent- fernung des Schirmes S beobachtet. Es ist aber allgemein

S

Fig. 1.

1) S n o w , Wied. Ann. 45. p. 208. 1892.

Dichroismus. 53

bekannt, dass der erste Ausschlag in solchen Fallen ein Maass fiir die auf das Bolometer fallenden Energie gibt, wie ich sowohl experimentell als theoretisch schon friiher nachgewiesen habe. l)

Trotz der verhaltnissmilssig kleinen Oeffnung der Linsen, deren Durchmesser etwa 25 mm betrug, wurde mit diesem Apparate eine befriedigende Empfindlichkeit erreicht. Aber die Curven , welche die Durchlilssigkeit von Kalkspath bez. Quarz als Function der Wsllenlange darstellten , nahmen zwischen 1 = 2 p und il = 4 y eine merkwiirdige Form

Fig. 2.

welche das Vorhandensein irgend eines Fehlers vermuthen liess. Die Durchlassigkeit nahm namlich mit zunehmender Wellen- lange zuerst rasch ab, fing dann aber an, laiigsam wieder zu steigen, und zwar bei allen vier Curven in gleicher Weise. Diese Erscheinuug aber deutet darauf hin, dass das Bolometer von diffusen Strahlen getroffen wird, welche den stZirker brech- baren Spectralgebieten angehiiren und deren Vorhandensein eine scheinbare Erhohung der Durchlassigkeit zur Folge hat, urn so inelir, je grosser die Intensitiit der fremden Strahlung im Verhaltniss zu der des scharf abgebildeten Spectrnlgebietes ist, in welchem man beobachtet. Ein Blick auf Fig. 2, welche die Energievertheilung in dem mit Hiilfe des Fluoritprismas __

1) I<. hIerritt, Am. Journ. of science 41. p. 417. 1891.

54 E. Xerritt.

entworfenen Spectrums des Zirkonbrenners darstellt , lehrt ferner, dass die Maximalordinate bei 1,4 ,u diejenige bei 3,5 p um das siebenfache, diejenigen bei 5 ,u um das dreissigfache iibersteigt. Es geniigen folglich sehr geringe Verunreinigungen, um in diesen Gebieten des Spectrums die Absorptionsmessungen erheblich zu beeinflussen.

Es erschien mir daher z u r Erlangung zuverlassiger Re- sultate unvermeidlich, die Strahlen schon vor ihrem Eintritt in das Spectroholometer zu reinigen, d. h. jedesmal im wesent- lichen nur diejenigen Strahlen durch den Spalt des Instrumentes gelangen zu lassen, fur welche die Absorptionsmessung aus- gefuhrt werden sollte.

Am einfachsten und vollkommensten wird dies durch die Methode der cloppelten spectralen Zerlegung erreicht , welche

Fig. 3.

zu ahnlicben Zwecken schon iifters von andereii Beobachtern, u. a. von He lmho l t z und L a n g l e y , angewendet wurde. Freilich macht dieselbe die Benutzung eines zweiten Spectro- meters erforderlich; doch stand mir noch ein solches Instru- ment zur Verfiigung, melches gegeniiber dem oben beschriebenen ausserdem den Vortheil hatte, dass es statt der Fluoritlinsen Hohlspiegel aus Glas enthielt, welche auf electrischem Wege mittels Kathodenzerstiiubung mit einer vorziiglich retlectirenden gleichmassigen Silberschicht uberzogen waren. Es wurde des- halb dieses letztere Instrument als Spectrobolometer verwendet, das andere hingegen, welches mit Fluoritlinsen versehen war, diente nunmehr als Hiilfsspectrometer zur Reinigung der Strahlen. Fig. 3 gibt eine schematische Abbildung der defini- tiven Versuchsanordnung. Der Schirm S, die Concentrations- linse L , der Polarisator P und die Krystallplatte C befinden sich alle vor dem ersten Spalt. Dieser darf vie1 breiter sein,

Bichroismus. 55

d s der Spalt des zweiten Spectrometers, denn auf die Rein- heit des ersten Spectrums kommtu es wenig an. Die Krystall- platte befand sich wahrend der ersten mit diesem Apparat tiusgefuhrten Versuche vor dem zweiten Spalt .v2. Diese Ein- richtung ist aber gefahrlich und nicht zu empfehlen, denn ware die Platte ein wenig schief eingestellt, d. h. nicht genau senkrecht zur Axe des Collimators, so wiirde eine kleine Ver- schiebung der durchgehenden Strahlen stattfinden, welche eineii bedeutenden Fehler verursachen konnte. Einmal habe ich z. B. mit dieser Ninrichtung das absurde Resultat bekommen, dass die Durchlassigkeit scheinbar grosser als 100 Proc. war! Steht

Fig. 4.

die Platte vor dem ersten Spalt sl, so kann eine schiefe Stellung derselben nur die in Betracht kommende Dicke der absorbirenden Schicht beeinflussen. Es zeigte sich, dass diese Versuchsanordnung den Erwartungen vollkommen entsprach. Selbst bei sehr betrachtlicher Breite des Spaltes s1 des Hulfs- spectrometers war die in das Spiegelspectrometer gelangende Strahlung geniigend homogen, urn nach nochmaliger spectraler Zerlegung in diesem Instrument ein praktisch vollkommen reines Spectrum zu liefern. Es war nur erforclerlich, die Ein- stellung auf Wellenliingen jetzt gleichzeitig an beiden Spectro- metern vorzunehmen. Bei dem Hiilfsspectroineter wurde dies durch Drehen des Prismas, bei dem Spiegelspectrometer durch

5 6 E. Ilferritt.

Einstellung des Bolometerarmes bewirkt. Wenn es sich z. B. darum handelte, Messungen bei der Wellenlange 3 p vorzu- nehmen, so zeigte nach Einstellung heider Instrumente fur diese Wellenlangen die in dem Spectrobolometer beobachtete Energiecurve den in Fig. 4 durch die ausgezogene Linie ge- gebenen Verlauf. Die punktirte Linie giht die Vertheilung der Energie, wenn keine spectrale Reinigung vorher stattfindet. Man erkennt hieraus, dass nunmehr der storende Einfluss der grossen Energiemengen zwischen 1 p und 2 p vollstindig be- seitigt ist.

Der neue Apparat war genugend lichtstark, urn die An- wenduiig feiner Bolometer zu ermoglichen. Ich habe mich daher bei der Ausfiihrung der endgultigeu Vcrsuche eines Instrumentes bedient, welches mir von Hrn. R u b e n s freund- lichst geliehen wurde. Ks hatte eine scheinbare Breite von iiur 3,5', wahrend sein Widerstnnd etwa 15 Ohm betrug. Dern Bolometerdraht war auch eine geringe Krummung ertheilt. walche genau der Krummung der Spectrallinien entsprach. Da bekanntlich das Spectrum bei Spiegelspectrometern fiir alle Wellenlangen gleich gut eingestellt ist, und zwm ohne irgend eine Aenderung, so habe ich mit dem neuen Apparate auch aus diesem Grunde ein vie1 reineres Spectrum erhalten. Dank diesem Vortheil und dern ausgezeichneten Bolometer hahe ich Absorptionsstreifeii beobachteii koiinen, welche niit dem fruheren Apparate kaum zu bemerken waren.

Resultate. Es sind im Ganzen drei Substnnzen untersucht wordell,

tiamlich Kalkspath , Quarz und Turmalin. Die beobachtete Durchlassigkeit dieser Subsfanzen als Function der Wellen- lange wird bez. in Fig. 1, 2 , 3 , Taf. I graphisch dargestellt. Jeder Punkt auf diesen Curven entspricht dem Mittelwerth aus einer Reihe von wenigstens funf Beobachtungen. Falls das Galvanometer unruhig oder sein Ausschlag klein war, wurden ofters zehn oder zwanzig einzelne Beobachtungen gc- macht, deren Mittelwerth genommen wurde.

Die Wellenlangen sind mit Hulfe der kurzlich von R u b e n s ')

1) Rubens , Wied. A m . 51. p. 381. 1891. Die neuen Dispersions- rnessungen von F. Paschen (Wied. Ann. 63. p. 301. 1894) ergeben fiir

Bichroismus. 57

bestimmten Werthe der Brechungsexponenten von Fluorit aus der Ablenkung berechnet. Das Prisma wurde jeden Tag auf das Minimum der Ablenkung fur Natriumlicht eingestellt und dann in dieser Lage festgehalten. Am Theilkreis des Instru- mentes waren Ablesungen bis auf 10" moglich; aber eine ent- sprechende Genauigkeit der Theilkreisbeobachtungen ist wegen der Breite des Bolometerdrahtes nicht erforderlich. Es genugt halbe Minuten zu notiren.

Die untersuchten Krystallplatten waren parallel zur Axe geschnitten, sodass die Durchlassigkeit fur diejenigen Strahlen bestimmt wurde, welche senkrecht bez. parallel zur Axe polari- sirt waren. Ausser den beiden Curven, welche die Durch- lsssigkeit fur den ordentlichen bez. ausserordentlicheii Strahl darstellen, wurde bei Kalkspath und Turmalin auch noch eine dritte Curve festgelegt , namlich die Durchlhssigkeitscurve fiir nnturliche, nicht polarisirte Strahlen. Zu diesem Zwecke wurde der Polarisator entfernt und Beobachtungen mit den directen Strahlen des Zirkonbrenners gemacht. Um die Polari- sation des Prismas zu vermeiden, wurde uberdies die Krystall- platte derart gestellt, dass ihre optische Axe einen Winkel von 45O mit dem Spalt bildete. Diese dritte Curve konnte infolge der grosseren Energie der directen Strahlen vie1 ge- nauer bestimmt werden als die beiden anderen. Da sie fast immer in der Mitte zwischen den anderen verlauft, so liefert sie gewissermaassen eine Controlle fur die Genauigkeit der Beobachtungen. Bei Kalkspath und Quarz habe ich die Re- suhate auch dadurch gepriift , dass ich die Durchlassigkeit einer senkrecht zur Axe geschnittenen Platte fur gewohnliche Strahlen ermittelte. Bei normaler lncidenz sind in diesem Falle offenbar nur parallel zur Axe polarisirte Strahlen vor- handen. €45 war also dieselbe Absorption z u erwarten wie die, welche der ordentliche Strahl in der parallel zur Axe ge- schnittenen Platten erlitt. Die Curveil fur Kalkspath und Quarz zeigen in der That dieselbe Form wie die Curveil fur den ordentlichen Strahl in der gleichen Substanz, obwohl sie

die Welleullingen uber 3 p etwas kleinere Werthe, doch sind die Unter- schiede nur gering und erreichen bei 5 p erst ca. 11/* Proc,., sodnss ich von einer Umrechnung der Tabellen Abstand genommen habe. In den Zeichnungen wiirden die Unterscbiede nicht zu bemerken sein.

58 3. Merritt.

wegen der verschiedenen Dicken der Platten nicht unmittelbar verglichen werden konnen. I m Folgenden gebe ich eine ein- gehende Beschreibung der erhaltenen Resultate :

K a 1 k s p a t 11. Platte 1 ptrrallcl zur Axe: Dicke = 2,99 nini Platte 2 senkrecht zur Are: Dicke = 1,98 mm.

Beim ausserorclentlichen Strahl (Curve A Fig. 1) wurden Messungen bis il = 4 p mit dem 3,5' breiten Bolometer ge- macht. Von diesem Punkte an wurde wegen der geringen Intensitat des Spectrums ein breiteres Bolometer gebraucht, welches aus funf hintereinander geschalteten parallelen Eisen- drahten bestand. Der Belichtnngswiderstand nahm im Spectrum einen Raum yon ca. 11' ein; das Instrument wurde nur fiir diese einzige Curve, und zwar nur fiir den zwischen 4 p und 3,5 p liegenden Bereich angewandt.

Die Durchlassigkeitsbestimmungen fur den ordentlichen Strahl in Platte 1 hijren praktisch bei 3, = 3,04 p auf, da die Durchlassigkeit von diesem Punkte an zu gering war, uin genaue Messungen zu erlauben. Interessant schien mir die Curve fur den ordentlichen Strahl (Fig. 1 Curve 0) zwischen i. = 2 p unil 1. = 3 p.

Um die Lage der beiden Absorptionsstreifen moglichst genau festzulegen, habe ich die Messungen in diesem Bereich mehrmals wiederholt. Obwohl die verschiedenen Beobachtungeu nicht genau miteinander iibereinstimmen , bleiben die Ab- weichungen immerhin stets innerhalb der durch die Breite des Bolometers bedingten Fehlergrenzen. Damit man sich den Sachverhalt besser vorstellen kann, habe ich in Fig. 1 den vom Bolometerdrahte eingenoinmenen Rauni durch die Linie P Q dargestellt. Man ersieht sofort, dass auch dieses verhaltniss- massig schmale Bolometer dennoch zu breit war, um voll- kommen correcte Resultate zu erreichen. Mir scheint es clurchaus moglich, dass die beiden Absorptionsstreifen zwischen 2 p und 3 p in Wirklichkeit bedeutend tiefer herabreichen und ' auf ein noch geringeres Spectralgebiet bschrankt sind, als sich dies aus unseren Beobachtungen ergiebt. Ferner ist es nicht ausgeschlossen , dass jeder derselben aus mehreren einzelnen Absorptionsbanden besteht.

Bichroismus. 59

In der Curve fiir den ausserordentlichen Strahl ist clagegen keine Spur von diesen Streifen zu bemerken. Die beiden Curven scheinen durchaus voneinander unabhangig zu sein. Hieraus ersieht man auch, dass die Polarisation eine praktisch voll- kommene war, sonst ware die Form der einen Curve durch die Absorptionsstreifen in der anderen beeinflusst. Die voll- standige Unabhiingigkeit der beiden Curven in allen unter- suchten Fallen ergiebt daher nach meiner Meinung eine Con- trolle dafur , dass der Polarisator in befriedigender Weise functionirte.

Curve K Fig. 4 zeigt die Resultate, welche bei der senk- recht zur Axe geschnittenen Platte mit nicht polarisirten Strahlen erhalten wurden. Wegen der geringeren Dicke dieser Platte und der grosseren Energie der directen, nicht polari- sirten Strahlen habe ich Messungen bis I = 5,5 p ausfiihreii konnen. Der als gebrochene Linie gezeichnete Theil der Curve 0 in Fig. 1 ist aus diesen Resultaten berechnet worden, urn die ganze Curve im gleichen Maasse darstellen zu konnen.

Curve M, Fig. 1 stellt die Durchlassigkeit der z u r Axe parallelen Platte fur nicht polarisirte Strahlen nls Function von il dar. Diese Curve gibt eine sehr befriedigende Be- statigung der Genauigkeit der mit polarisirten Strahlen durch- gefiihrten Messungen, da sie fast durchweg in der Mitte zwi- schen den Curven 0 und A verlauft. Nur in der Nahe von il=4,7 p ist eine bedeutende Abweichung zu bemerken, welche wohl zum Theil dadurch zu erklaren ist, dass zur Ermittelung der Curve A das breite Bolometer, dessen fiinf pnrallele Drahte nicht genau in gleicher Entfernung voneinander standen, be- nutzt wurde.

Um die Resultate auch in einer von der Plattendicke unabhangigen Form ausdriicken zu konnen, habe ich sowohl fur Kalkspath als auch fur die beiden snderen untersuchten Substanzen den Extinctionscoefficienten fiir verschiedene Wellen- langen berechnet. Wird die Intensitat des einfallenden bez. austretenden Strahles mit Il bez. 4 bezeichnet, wahrentl r l , die Intensitat der clurch Reflexion an der ersten Grenzflache zuruckgeworfenen Strahlen bedeutet, so hnben wir :

1, = I, (1 - 27- + ...I e-”‘

60 3. Merritt.

Ordentlicher Stmh!

Den Werth des Extinctionscoefficienten p erhalten wir also aus folgender Gleichung :

Ausserordentlicher Strahl

1 1,(1 -2. r ) d 4 p = --lognat--,

0,o 010 090 0,2O/, 170 7.0

17,3 25,7 17,3 11,2 15,7 21,o 12,4 6 76

16,2 37,4 90 86 61 84

100 48 76 68 45

1,02 p 1,27 1,80 2,15 2,49 2,87 3.00 3,28 3,38 3,59 3,76 3,90 4,02 4,41 4,67 4,91 5,04

5,50 5,34

Wellen- Ilnge

1902 P 1,25 1,45 1,72 2,07 2,11 2,30 2,44 2,53 2,60 2,65 2,74 2,83 2,90 2,95 3,04 3,30* 3,47 3,62 3,80 3,98 4,35 4,52 4,66 4,8R 4,96 5,25

Durch- Lssigkeit (beob.)

90,5O/o R9,6 88,9 88,O 85,5 71,O 50,O 36,4 50,O 62,O 53,O 44,2 60,O 72,O 52,O 21,5 095 l , T

2 4 0,o

5,2 897

27,O 29,3 19

13,6

24,3

-

P

~ - 0,o 090 070 0,03 0,13 0,74 1,92 3,OO 1,92 1,21 1,74 2,36 1,32 0,70

4,71 1,80

22,7 19,4

18,6 9,6

696

1 l ,o 6'1

810

OD

14,3

* Vou dieser Stelle gemwht.

Durch- Bissigkeit (beob.)

94,0°11, 91,T 91,7 92,O 39,o 90,4 81,5 62,5 71,O

50,3 65,3 71,O 61,2

64,O 49,O 24,5

54,5

45,5

210

P

~ - - - - -

0,14 0,08 0,43 1,32 0,89 1,79 2,04 1,17 0,89 1,07 2,40 1,25 2,13 4,41 218

- - - - 1,ooio 015

12,2 812

16,O 18,4 10,s 892 0,O

21,7 11,5 19,2 35 73

4,o

in wurden die Beobaclitongen mit Platte 2

Dichroismus. 61

mit der Wellenlange andert und die durch Reflexion bedingte Correction uberhaupt sehr klein ist, so habe ich r unabharigig von h betrachtet und seinen fur das sichtbare Gebiet be- rechneten Werth fiir das ganze untersuchte Bereich benutzt.

Die berechneten Werthe des Extinctionscoefficienten p fur Kalkspath befinden sich in Tabelle I; als Einheit der Dicke (d) ist drts Centimeter angenommen. In der vierten Columne derselben Tabelle werden auch die berechneten Werthe der Absorption einer 1 mm dicken Platte angegeben.

Quarz. Platte 1 parallel zur Axe: Dicke = 3,02 mm Platte 2 senkrecbt zur Axe: Dicke = 3,91 mm.

Fig. 2 Taf. I gibt eine graphische Darstellung der mit Quarz erreichten Resultate. Die beiden Curven 0 und A sind einander sehr ahnlich, doch sind einige Unterschiede deutlich

T a b e l l e 11. Quarz.

Wellen- ltinge

0980 P

1,80

1,26 1,51

2,05 2,50 2,67 2,72 *

2,95* 3,07 * 3,17' 3,38 * 3,67 * 3,82* 3,96 * 4,12* 4,50

2,85 *

Ordentlicher Strahl 1 1 Airseerordentlicher Strahl

Durch- Bwigkeit (beob.)

9 1,2Ol0

91,8 91,l 91,2 91,7 91,6 84,O

72,5

84,O 85,6

91,4

75,5

80,O

55,5 48,5

10,o

41,O 24,O

0 0 0 0 0 0 0

0,20 0,47 0,57 0,31 0,20 O,l5 1,26 1,61 2,04 3,41 7,30

0 0 0 0 0 0 0 1,6O/O 493 594 3,o 116 1,s

11,5 14,6 18,3 29,o 48,s

0980 P

1,81 2,22 2,50 2,74 2,89 3,OO 3,08 3,26 3,43 3,52 3,59 3,64 3,74 3,91 4,19 4,36

1,40 1,55

Durch- .&uigkeit (beob.)

94,0°/o 92,s 92,s 91,5 89,s 89,s 91,4 87,s 82,3 84,O 87,9 77,s 71,9 51,3 52,2 56,O 48,6 33,6

739

P

- ~

0 0 0 0 0 0 0

0,ll 0,33 0,26 0,11 0,51 0,76 1,88 1,83

2,Y2 3,35 8,O

1,62

* Die mit einem Sternchen bezeichneten Beobachtungen sind mit Platte 9 gemacbt worden.

62 E. Mewit t .

looo/, 7 1 57 36 21 27,5 41 42 40 63 67 55 42 59 13

erkennbar. Es befindet sich z. €3. in der Curve for den ordent- lichen Strahl (0) ein ziernlich unscharfer Absorptionsstreifen, dessen Wellenlange ca. 2,90 p betragt. Dieser Streifen ist in der Curve A nicht vorhanden. Die mit der Platte 2 erhaltenen Resultate sind in Curve Q Fig. 4 dargestellt und stimmen mit den in der Curve 0 wiedergegebenen gut uberein.

Die berechneten Werthe des Extinctionscoefficienten sind in Tabelle 11 gegeben.

'I' u r m a 1 i n.

Nur eine Plntte wurde untersucht, welche aus einem ver- hiiltiiissmassig durchsichtigen und spaltenfreien grunen Krgstall aus Brasilien geschnitten war. Ihre Dicke betrug 2,22 mm. Wegen der starken Absorption des Krystalls war es leider iiicht moglich, die Measungen auch auf das sichtbare Gebiet auszudehnen. Die Absorption des ausserordentlichen Strahls war an der Grenze des sichtbaren Spectrums eine sehr hohe, namlich ca. 90 Proc. bei rothgelbem Licht, wiihrend der ordent- liche Strahl im sichtbaren Spectrum vollstilndig ausgeloscht wurde. Erst bei A=1,34 p fing er an, in merkbarem Grade

T a b e l l e HI. Turmalin.

0,76 (1 0,885

1,25 1,50 1,76 1,89 2,04 2,23 2,40 2,$6 3,04 3,32 3,94

1 ,oo

Wellen- l h g e

1,17 ,u. 1,34 1,54 1,73 1,94 2,09 2,30 2,40 2,50 2,76 2,83 2,88 3,20 3,53 3,93

Ordentlicher Strahl 11 Ausserordentlicher Strahl

Durch- llissigkeit (beob.)

070 3,5O10 13,5 34,O 52,5 44,O 27,5 26,O 29,o 970 7,o 15,O 26,O 12,5 0,s

-

P

~ - a,

14,6 S,6 4,45 2,43 3,24 5,30 5,50 5,08 10,3 11,4 8,05 5,50 8,97

20,l

Durch- iissigkeit (beob.)

11,5O/, 23,o

690 14,5

23,O 59,O 66,O 62,O 39,O 12 2 6 18 15

P

- - 9,20 6,17 8,30

6,17

1,40 1,68 3,78

12,l

1,91

16,6 12,2 7,40 8.05

6O0/0 46 56 70 46 17 13 15 31 60 81 71 52 55

Bichroismus. 63

durchgelassen zu werden. Die beiden Curven 0 und A (Fig. 3. Taf. I) schneiden sich zuerst bei A=2,3 p und zum zweitenmal bei A = 3,48 p. In dem zwischen diesen beiden ,,neutralen Punkten" liegendeii Bereich tritt also der Dichroismus des Turmalins im umgekehrten Sinne auf. I) Die sogenaniite Bab ine t'sche Regel, nach welcher der am meisten gebrochene Strahl auch am meisten absorbirt wird, kann dieser Eigen- thumlichkeit zufolge bei Turmalin keine Bestatigung finden, vorausgesetzt , dass bei der Dispersion der beiden Strahlen nicht Hhnliche Phanomene vorkommen.

Die Durchlassigkeit der Platte fiir nicht polarisirte Strahlen wurde auch ermittelt und Curve M, welche die Resultate dar- stellt, zeigt eine befriedigende Uebereinstimmung mit den beiden anderen Curven. Die berechneten Werthe des Extinctions- coefficienten werden in Tabelle 111 gegeben.

Schluee.

Fassen wir die hauptsachlichsten Resultate der Versuche in wenige Worte zusammen:

1. Die Absorption der ultrarothen Strahlen in Kalkspath. Quarz und Turmalin hangt von der Orientirung der Polarisations- ebene ab. Namentlich bei Kalkspath und Turmalin sind die beiden Curven, welche die Durchlassigkeit fur den ordentlichen bez. ausserordentlichen Strahl als Function der Wellenlange darstellen, ganz verschieden, sodass sie voneinander vollstindig unabhangig zu sein scheinen.

2. Folgende Absorptionsstreifen sind in den Durchlassigkeits- curven beobachtet worden :

K a l k s p a t h . Ordentlicher Stralil: bei A = 2,44 p und ?.=2,14 p. Diase Streifen sind sehr scharf. Auch bei A=3,4 pct d = 4,O p und A= 4,6 p sind breite Streifen zu bemerken.

Ausserordentlicher Strahl. ?. = 3,28 p , b = 3,75 p und A = 4,66 p.

1) Vgl. die Betrachtungen von d u Bois und R u b e n s (Wied. Ann. 47. p. 628. 1893) iiber die Analogie dichroitischer Krystallplatten mit Metalldrahtgittern, welches letztere bekanntlich eine ebensolche Umkehr i m Sinne ihrer Polarisation aufweiseu.

64 E. Jilerritt. Dichroismus.

Quarr. Ordentlicher Strahl: bei 1=2,90 p. Bei A=4,75 p hort die Durchlassigkeit fur die beiden Strahlen fast voll- standig auf.

Turmalin. Ordentlieher Strahl: I = 2,82 p. 3. Die Durchlassigkeitscurven fur Turmalin schneiden sich

Zwischen diesen neutralen Punkten tritt also der Dichroismus zuerst bei 1 = 2,30 p und dann wieder bei I = 3,48 p.

des Turmalins im umgekehrten Sinne auf. Berl in, Physikal. Inst.. der Univ., Marz 1895.