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Lichtelektrische Entladung - Lichtwellen, stehende
Lichtelektrische Entladung. Um die Thatsache, daß
mit negativer Elektrizität geladene Leiter ihre Elektrizität rasch verlieren, wenn sie von stark brechbaren (violetten und ultravioletten) Lichtstrahlen getroffen werden (s. Lichtelektrische Erscheinungen, Bd.
18), auch für einen grötzern Zuschauerkreis sichtbar darzustellen, haben Elster und Geisel folgende Einrichtung getroffen: Eine mittels der Quecksilberluftpumpe evakuierte, ziemlich weite Glasröhre ist an beiden Enden mit Kugeln versehen, deren eine geschwärzt ist, während in die andre durchsichtig gebliebene als Elektroden zwei sich gegenüberstehende Platindrähte eingeschmolzen sind. Die Röhre enthält etwas Natriumamalgam, d. h. Quecksilber, in welchem Natriummetall aufgelöst ist. Vor dem Versuch läßt man das flüssige Natriumamalgam durch Neigen in die durchsichtige Kugel übertreten und klemmt den Apparat am Zwischenstück horizontal ein, so daß die eine Elektrode nach oben, die andre nach unten zu liegen kommt. Die untere Elektrode, welche mit dem Amalgam in Berührung ist, verbindet man durch Drähte mit einem Goldblattelektroskop und mit dem negativen Pol einer Zambonischen Säule (s. d., Bd.
16), die obere Elektrode mit deren positivem Pol und zugleich mit der Erde. Das Amalgam und das damit verbundene Elektroskop sind alsdann mit negativer Elektrizität geladen, und die Goldblättchen geben einen Ausschlag, solange die durchsichtige Kugel beschattet ist; sie fallen aber sofort zusammen und zeigen das Entweichen der Elektrizität von der Amalgamfläche an, sobald man letztere mit elektrischem Licht, mit Magnesium-, Sonnen- oder auch nur hellem Tageslicht beleuchtet, divergieren aber bei Beschattung sofort wieder. Dieses Spiel der Goldblättchen kann gleichzeitig von vielen Zuschauern beobachtet werden, wenn man das vergrößerte Bild des Elektroskops mittels einer Linse auf einem Schirm entwirft.
Lichtwellen, stehende. Alle Lichterscheinungen erklären sich bekanntlich aus der Annahme, daß das Licht in einer schwingenden Bewegung bestehe, die sich in einem den ganzen Weltenraum und die Zwischenräume zwischen den Körperteilchen erfüllenden Mittel, dem Äther, wellenartig fortpflanzt. Ist aber das Licht wirklich eine Wellenbewegung, so müssen sich notwendig alle Eigenschaften, die der Wellenbewegung überhaupt zukommen, auch bei den Lichtwellen wiederfinden. In der That haben sich eine Reihe von Folgerungen, welche man aus der vorausgesetzten Wellennatur des Lichtes zog, nachträglich lm Versuch bewährt und so zur Entdeckung neuer Lichterscheinungen geführt. Nur die Existenz stehender Wellen, welche beim Schall (als Ursache des Tönens der Orgelpfeifen 2c.) eine so wichtige Rolle spielen, war beim Licht bisher experimentell nicht nachgewiesen. Dieser Nachweis ist nun in neuester Zeit O. Wiener in folgender Weise gelungen:
Trifft ein paralleles Bündel einfarbiger Licht' strahlen oder, was dasselbe ist, eine ebene Ächtwelle auf einen ebenen Spiegel, so wird es in sich selbst zurückgeworfen; die einfallende und die zurückgeworfene Welle, welche sich in entgegengesetzten Richtungen fortpflanzen, durchdringen sich und rufen durch ihr Zusammenwirken (Interferenz) in dem Raume vor dem Spiegel den Bewegungszustand hervor, den man mit der Benennung der »stehenden Wellen« bezeichnet. In solchen Abständen vom Spiegel, wo der Gangunterschied der beiden Wellen ein Vielfaches einer ganzen Wellenlänge beträgt, haben die Atherschwingungen die gleiche Richtung und
unterstützen sich gegenseitig aufs vollkommenste; diese Stellen lebhaftester Bewegung nennt man »Schwingungsbäuche«. In solchen Abständen aber, wo der Gangunterschied um eine halbe Wellenlänge größer ist ais das Vielfache einer ganzen Wellenlänge, erfolgen die Schwingungen in entgegengesetzten Richtungen und schwächen sich gegenseitig; man nennt diese Stellen vollkommenster Vernichtung »Schwingungsknoten«. Überhaupt wird in einem und demselben Abstand von dem Spiegel, d. h. in einer zu ihm parallelen Ebene, überall der gleiche Schwingungszustand herrschen; die Schwingungsbäuche und Schwingungsknoten bilden daher zwei Scharen solcher zum Spiegel parallelen Ebenen, deren Abstände voneinander für dieselbe Schar eine halbe Wellenlänge betragen und durch die Ebenen der andern Schar halbiert werden.
Man denke sich nun dieses System stehender Wellen von einer gegen den Spiegel geneigten Ebene durchschnitten. Auf dieser werden dann jene beiden Scharen von Ebenen zwei Scharen von parallelen, unter sich gleichweit abstehenden geraden Linien ausschneiden, welche abwechselnd den Schwingungsbäuchen und den Schwingungsknoten entsprechen.
Würde man die schneidende Ebene senkrecht zum Spiegel stellen, so wären die Abstände der auf ihr sich abzeichnenden Geraden ebenso klein wie die der Vauch- und Knotenebenen selbst; sie würden nur eine halbe Wellenlänge betragen und demnach (da die Wellenlänge z.B. des gelben Lichtes nur ca.0,o .06ium beträgt) so klein sein, daß sie mit dem unbewaffneten Auge nicht getrennt wahrgenommen werden könnten.
Die Abstände der Linien auf der schneidenden Ebene werden aber um so größer, eine je geringere Neigung zum Spiegel man derselben gibt, und man kann diese Neigung so klein wählen, daß die Geraden 0,5-2 min weit auseinandertreten.
Um diese Geraden für das Auge sichtbar abzubilden, diente als schneidende Ebene ein Glasplättchen, auf welchem ein lichtempfindliches, durchsichtiges und äußerst dünnes Häutchen von Chlorsilberkollodium ausgebreitet war. Diese Glasplatte wurde, das Häutchen dem Silberspiegel zugewandt, auf diesen so gelegt, daß zwischen Häutchen und Spiegel nur eine dünne, keilförmige Luftschicht vorhanden blieb, innerhalb welcher die stehende Wellenbewegung sich ausbildete. Längs der Geraden mit Schwingungsbäuchen wird alsdann die stärkste, lä.nczs der mit Schwingungsknoten die geringste photographische Wirkung eintreten, und nach der Entwickelung des Bildes gewahrt man in der That auf dem Häutchen ein System abwechselnd heller und dunkler Streifen, von welchen diese den Bäuchen, jene den Knoten der stehenden Lichtwellen entsprechen. Bei Anwendung von weißem Licht (elektrischem Bogenlicht) konnten die Streifen nicht besonders scharf ausfallen, weil für die verschiedenen Farben, welche im weißen Licht enthalten sind, verschiedenartige Schwingungszustände an eine und dieselbe Stelle des Häutchens treffen. Streifen von ausgezeichneter Schärfe aber werden erhalten, wenn man das elektrische Licht spektral zerlegt und so auf das aus Silberspiegel und Kollodium häutchen bestehende Plattenpaar treffen läßt, daß sich auf letzterm ein reines Spektrum abbildet. Ist die Schneide des keilförmigen Zwischenraums zwischen den beiden Platten den Spektrallinien parallel, so sind es auch die Streifen; bei andrer Lage der Schneide verlaufen die Streifen schräg zu den Spektrallimen und zeigen eine von der Dispersion des verwendeten Spektrums bedingte Krümmung.
