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Meyers Konversationslexikon

Autorenkollektiv, Verlag des Bibliographischen Instituts, Leipzig und Wien, Vierte Auflage, 1885-1892

Schlagworte auf dieser Seite: Photometrie

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Photometrie.

chenden Lichtquellen trägt, die sogen. optische Bank aa, ist so eingeteilt, daß man die Zahlen, welche die Entfernungen angeben, nicht erst ins Quadrat zu erheben braucht. Desaga hat diesem Apparat folgende Gestalt gegeben. An einem Ende der geteilten horizontalen Schiene aa befindet sich die Flamme b, welche bei der Vergleichung den Maßstab abgibt (die Normalflamme), am andern dagegen die zu prüfende Flamme d. Die Gasuhr c gibt den stündlichen Gasverbrauch an. Auf der geteilten Schiene ist ein cylindrisches Gehäuse verschiebbar, dessen Rückwand ganz undurchsichtig ist, während sich in der vordern Wand ein Diaphragma mit dem Fettfleck befindet. In dem Gehäuse brennt eine kleine Gasflamme. Man nähert dasselbe bis auf 20 cm der Normalflamme und reguliert dann die kleine Gasflamme so, daß der der Normalkerze zugekehrte Fettfleck verschwindet. Dann dreht man das Gehäuse um 180°, und ohne die Größe der kleinen Flamme zu verändern, nähert man es der zu prüfenden Flamme, bis der Fettfleck auf dem Diaphragma abermals verschwindet. Die hierbei gefundene Entfernung ergibt nach dem bekannten Satz die Lichtstärke der Flamme. Bei allen photometrischen Untersuchungen müssen die Wände des Zimmers sowenig wie möglich Licht reflektoren, sie werden deshalb am vorteilhaftesten geschwärzt. Sind die Flammen ungleich gefärbt, so wird die Sicherheit der Vergleichung bei allen Photometern mehr oder weniger beeinträchtigt. Eine große Schwierigkeit bietet auch die Wahl der Normalkerze. Als solche hat man in Deutschland meist Wachs- oder Stearinkerzen, in England Walratkerzen benutzt; aber man ist so wenig einig über die Größe der Kerzen und über die Beschaffenheit des Materials, daß bisher alle photometrischen Untersuchungen nur wenig miteinander vergleichbar waren. Lampen bieten eher größere als geringere Schwierigkeiten dar und geben außerdem kein gleichbleibendes Licht. Die Fortschritte der elektrischen Beleuchtung haben das Bedürfnis nach einem Photometer hervorgerufen, welches die Leuchtkraft einer elektrischen Lampe zu messen, d. h. mit derjenigen einer Normalkerze zu vergleichen, gestattet. Bei den frühern Photometern, z. B. dem Bunsenschen, mußte man, um die Erleuchtung des Schirms durch elektrisches Licht gleich derjenigen durch eine Normalkerze zu machen, die starke Lichtquelle in eine unbequem große Entfernung vom Schirm bringen. Ayrton und Perry bewirken bei ihrem Zerstreuungsphotometer die Schwächung durch eine Konkavlinse (Zerstreuungslinse); im übrigen stimmt der Apparat mit dem Rumfordschen Photometer überein. Durch die Konkavlinse zerstreut, treffen die Strahlen der elektrischen Lampe ungefähr mit derselben Divergenz wie diejenigen der Normalkerze auf einen weißen Papierschirm und entwerfen auf ihm einen Schatten eines davor angestellten dünnen Stabes; die Normalkerze entwirft einen zweiten Schatten des Stabes. Macht man die Helligkeit der beiden Schatten einander gleich, was durch grobe Einstellung der Kerze und feinere Einstellung der Linse geschieht, so kann die Lichtstärke in Normalkerzen auf der Skala abgelesen werden. Der Beobachter macht die Schatten gleich, indem er erst durch grünes, dann durch rotes Glas sieht. Da nämlich das elektrische Licht vermöge seines verhältnismäßig größern Gehalts an brechbarern Strahlen weißer ist als das Licht einer Kerze, so ist nicht seine Leuchtkraft als Ganzes mit derjenigen der Normalkerze direkt vergleichbar, sondern nur die Leuchtkraft für bestimmte Farben; es ist z. B. das Verhältnis der Leuchtkräfte für die brechbarern grünen Strahlen ein größeres als für die schwächer brechbaren roten. Durch die Messung für diese zwei verschiedenen Farben erhält man daher auch einen ziffermäßigen Ausdruck für die Qualität des Lichts; das elektrische Licht übertrifft das Kerzenlicht um so mehr an Weiße, je verschiedener die Leuchtkräfte für diese beiden Farben sind. Außer den beschriebenen Photometern sind noch einige andre Instrumente zu erwähnen, welche manche Vorzüge besitzen. Sehr beachtenswert ist Bothes Tangentenphotometer, bei dem die Vergleichung der beiden Lichtquellen ebenfalls durch Betrachtung eines teilweise transparenten Papierstreifens erfolgt. Die Lichtquellen liegen indes nicht in gerader Linie, sondern senden ihre Strahlen unter sich rechtwinkelig auf den Papierschirm, welcher von beiden schräg bestrahlt wird. Bekanntlich ist nun die Stärke der Beleuchtung, abgesehen von der Entfernung der Lichtquelle, abhängig von dem Einfallswinkel, und zwar ist sie dem Kosinus dieses Winkels proportional. Hieraus ergibt sich, daß bei gleicher Stärke und Entfernung der zu vergleichende Lichter der Schirm den rechten Winkel der von beiden kommenden Strahlen halbieren muß, um auf beiden Seiten gleich hell beleuchtet zu sein, sowie daß eine Drehung des Schirms nach der einen oder der andern Seite eine Änderung zugleich auf beiden Seiten hervorbringt, ohne daß es nötig ist, die Entfernung einer Lichtquelle zu ändern. Bei Ungleichheit der Lichtstärken muß man also auch durch Drehung des Schirms den Punkt herbeiführen können, wo beide Lichter gleiche Wirkung ausüben, und dann ergibt die Tangente des abgelesenen Winkels das Verhältnis der Lichtstärken. Dove benutzte das Mikroskop und gewann dabei den Vorteil, sowohl starke als schwache Lichtquellen miteinander vergleichen zu können. Die mikroskopische Photographie einer Schrift auf Glas erscheint nämlich bei Betrachtung durch das Mikroskop dunkel auf hellem Grund, wenn die Beleuchtung von unten stärker als von oben, hingegen hell auf dunklem Grund, wenn die Beleuchtung von oben stärker als von unten ist. Bei Gleichheit der Beleuchtung verschwindet die Schrift. Zur Vergleichung der Flammen werden diese von dem Spiegel des Mikroskops entfernt, bis die gleichbleibende Beleuchtung von oben das Verschwinden der Schrift bewirkt, wodurch das Helligkeitsverhältnis aus der Entfernung sich auf bekannte Weise ergibt. Für durchsichtig farbige Körper, z. B. Gläser, wird die Öffnung im Tisch des Mikroskops durch diese Gläser von unten so verdeckt, bis die Kompensation erhalten wird. In gleicher Weise werden undurchsichtige Körper verschiedener Farben verglichen, indem das von ihnen unter schiefer Inzidenz einfallende Licht mit dem von oben eintretende kompensiert wird. Um die Helligkeit verschiedener Stellen eines Zimmers zu bestimmen, wird das Mikroskop, dessen Spiegel gegen den Himmel gerichtet ist, so weit von dem Fenster entfernt, bis das Gleichgewicht der obern und untern Beleuchtung hergestellt ist. Um die von unten eintretende Beleuchtung beliebig zu schwächen,

^[Abb.: Fig. 4 u. 5. Wheatstones Photometer.]