Titel: | Ueber ein nautisches Photometer; von Dr. J. Hopkinson. |
Fundstelle: | Band 205, Jahrgang 1872, Nr. CXXIV., S. 524 |
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CXXIV.
Ueber ein nautisches Photometer; von Dr. J. Hopkinson.
Vorgetragen in der Versammlung der British Association zu Brighton. – Aus dem Engineer, August 1872, S. 148.
Mit Abbildungen auf Tab.
XI.
Hopkinson, über ein nautisches Photometer.
Bei vergleichenden Beobachtungen über die Lichtwirkungen der Leuchttürme ist es wünschenswerth, über ein Instrument zu verfügen,
welches befriedigende Intensitätsmessungen gestattet. Die Lichter sind, von der
Entfernung aus betrachtet, bei welcher es sich um die Vergleichung handelt, zu
schwach für den Gebrauch eines Photometers, bei welchem die Messung, wie bei dem Bunsen'schen, auf irgend ein gegebenes Normalmaaß bezogen wird. Die
einzige zulässige Methode scheint darin zu bestehen, daß man das Licht bis zur
Grenze der Sichtbarkeit reducirt und die Größe der hierzu erforderlichen Reduction
mißt. In diesem Sinne sind schon verschiedene Vorrichtungen in Anwendung gekommen,
welche alle auf der Absorption des Lichtes durch ein halbtransparentes Medium
beruhen. Man hat sich gefärbter Gläser bedient, wobei die Anzahl der bis zum
Verschwinden des Lichtes über einander zu legenden Platten oder die entsprechende
Dicke einer einzelnen Platte notirt wurde. Stevenson
bedient sich einer Anordnung, bei welcher eine gefärbte Flüssigkeitssäule von
veränderlicher Länge zur Schwächung des Lichtes dient. Beide Methoden sind
unvollkommen, weil erstens die numerischen Maaße, welche sie liefern, nur Namen für
die Intensitäten sind und nicht die wirklichen Verhältnisse derselben geben; denn
wir können nicht behaupten, daß wir bei gemischten Lichtern durch Verdoppelung der
Dicke des absorbirenden Mediums die Intensität um das Doppelte vermindern. Zweitens
ist es schwer, das absorbirende Medium zu bestimmen, bei welchem die
Beobachtungsresultate verschiedener Beobachter vergleichbar sind. Drittens ist die
Wirkung verschiedener Lichtgattungen nicht die gleiche, mithin eignen sich obige
Instrumente nicht zur Vergleichung des rothen und weißen Lichtes.
Das in Fig. 19
und 20 in der
Seitenansicht und im Verticaldurchschnitte skizzirte Photometer ist von den
Einwürfen, welche die auf der Absorption beruhenden Photometer zulassen, ganz frei
und außerdem in seiner Construction compacter. Es besteht aus zwei Nicol'schen Prismen, welche gegenseitig in's Azimuth
gestellt werden können. Das analysirende oder zweite
Prisma B befindet sich in einem an beiden Enden mit
einer Flantsche versehenen Rohre. Die nahe an das Auge zu haltende Flantsche C ist, um sie bequem halten zu können, gerändert; die
Fläche der Flantsche D ist mit einem Index markirt. Das
polarisirende Prisma A
ist in einem zweiten Rohre angeordnet, welches sich in dem ersteren drehen läßt, und
zu diesem Zwecke gleichfalls mit einer geränderten und graduirten Flantsche
versehen. Damit der Lichtstrahl das Instrument in achsialer Richtung durchlaufe, ist
an beiden Enden des letzteren eine Blendung angebracht. Es bezeichne x den Winkel zwischen den Polarisationsebenen der
Prismen. Wenn nun die letzteren so gedreht werden, daß das Licht für das durch den
Apparat blickende Auge gerade verschwindet, so muß das Licht, um bis zur Grenze der
Sichtbarkeit reducirt zu erscheinen, in dem Verhältniß
1 : (m . cos²x)/2
vermindert seyn, wobei m einen
Factor bezeichnet, welcher wegen der Reflexion an den Flächen des Primas etwas
kleiner als die Einheit und bezüglich x beinahe constant
ist.
Die beste Beobachtungsmethode hängt unzweifelhaft von Umständen ab. Mit Bezug auf
einen Stern oder ein festes Licht würde man folgendermaßen verfahren. Man sehe durch
das Instrument nach dem Lichte und drehe das polarisirende Prisma A, bis das Licht verschwindet; dann drehe man es langsam
wieder zurück, bis das Licht wieder erscheint, und lese den Winkel ab. Folgende
Beobachtungen wurden bei etwas veränderlichem Zustande der Atmosphäre abwechselnd an
zwei Sternen angestellt:
Blasser Stern
Heller Stern
57 Grad
37 Grad
57 „
31
„
53 „
31
„
53 „
31
„
61 „
41
„
62 „
34
„
54 „
37
„
56 „
38
„
––––––––––
–––––––––
Mittlere Reduction des Lichtes
56,9 Grad
35 Grad
Die Abweichung mag hauptsächlich der Veränderlichkeit der Luft um diese Zeit
zugeschrieben werden. Bei rotirenden Leuchtapparaten zeigt sich wegen der kurzen
Dauer des Lichtstrahles und seiner Aenderung während der Sichtbarkeit größere
Schwierigkeit.
Mehrere Beobachtungen wurden zu Filey an dem neuen Lichte zu Flamborough in einer
Entfernung von 10 Meilen angestellt. Diese Lichtquelle entsendet zwei weiße StrahlenbüschelSrahlenbüschel, gefolgt von einem rothen. Nachdem man die Prismen in ein Azimuth von
60° gestellt, wurde das Photometer auf einem Tische aufgestellt. Es zeigte
sich, daß alle Strahlenbüschel sichtbar waren. Hierauf wurde das Prisma auf 62 1/2
Grad gedreht, das Instrument wieder auf den Tisch gestellt und nach der Lichtquelle
gerichtet. Das weiße Licht war sichtbar, das rothe verschwunden. Das Azimuth wurde
vergrößert, bis auch an Stelle des weißen Lichtes Dunkelheit getreten war, und somit
erhielt man einen vergleichenden Werth für die rothen und weißen Strahlen.
Bei Beobachtung intensiver Lichtquellen zeigt es sich, daß der Winkel x einem Winkel von 90° sich nähert und das
Instrument seine Empfindlichkeit verliert. In diesem Falle könnte letztere durch
Einschaltung eines dritten, bezüglich B festen und mit
ihm einen Winkel y bildenden Prismas zwischen B und das Auge erhöht werden. Die Intensität des Lichtes wird alsdann im
Verhältniß
1 : (m . cos²x cos²y)/2
vermindert erscheinen und der Winkel x dem rechten Winkel nicht so gefährlich nahe seyn, wie bei dem einfachen
Instrumente.