Titel: | Ueber neuere Verfahren und Apparate zur Lichtmessung. |
Fundstelle: | Band 254, Jahrgang 1884, S. 122 |
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Ueber neuere Verfahren und Apparate zur
Lichtmessung.
Mit Abbildungen.
(Fortsetzung des Berichtes Bd. 252 S.
461.)
Ueber neuere Verfahren und Apparate zur Lichtmessung.
Ueber Lichteinheiten nach den Beschlüssen der Pariser
Conferenz (vgl. 1884 252 529) berichtet Werner Siemens in der Elektrotechnischen Zeitschrift, 1884 S. 244.
Die Conferenz hat als Einheit des weiſsen Lichtes diejenige Lichtmenge angenommen,
welche von 1qc geschmolzenem reinem Platin bei der
Erstarrungstemperatur ausgestrahlt wird. Als Einheit farbigen Lichtes gilt die Menge
gleichfarbigen Lichtes, welche in diesem weiſsen Lichte enthalten ist.
Diese Feststellung der Lichteinheit erregte im Schoſse der
Conferenz selbst groſse Bedenken. Es wurde eingewendet, daſs das vom schmelzenden
Platin ausgehende Licht dem Sonnen- und elektrischen Lichte gegenüber noch nicht
weiſs zu nennen sei, daſs es bisher keine sichere Methode gäbe, die festgestellte
Einheit des farbigen Lichtes aus der als Einheit angenommenen weiſsen Lichtmenge in
zur Messung geeigneter Form wirklich zur Erscheinung zu bringen, daſs die Mittel zum
Schmelzen des Platins, ohne es durch Kohle, Silicium oder andere Stoffe zu
verunreinigen, noch sehr unvollkommen und schwer in Anwendung zu bringen wären und
daſs es endlich schwer wäre, genaue Lichtmessungen mit einer geschmolzenen
Platinmasse wirklich auszuführen. Siemens schlug aus
diesen Gründen der Conferenz vor, einstweilen als praktisch brauchbare Lichteinheit
die kleine Normallampe anzunehmen, welche F. v.
Hefner-Alteneck (vgl. 1884 252 * 474) construirt
hat. Wenn diese Lampe auch ein ziemlich farbiges Licht besitzt und, wie alles
Flammenlicht, Störungen ausgesetzt ist, so gibt sie doch im Vergleiche mit den
bisher gebräuchlichen Lichtmaſsen sehr zuverlässige Zahlenwerthe, ist sehr bequem in
der Anwendung und könnte daher in ähnlicher Weise wie die Quecksilbereinheit als
Ausgangspunkt und als einstweiliges Maſs bis zur erfolgten Lösung der Aufgabe einer
rationelleren Lichteinheit dienen. Von englischer Seite wurde dagegen die durch eine
bestimmte elektrische Arbeitsgröſse in einem Kohlenfaden (Swan-Lampe) hervorgerufene
Lichtmenge als Einheit vorgeschlagen. Keiner dieser Vorschläge fand aber den Beifall
der Conferenz und zwar die v. Hefner'sche Lampe aus den
schon angeführten Gründen und die elektrische Glühlampe nicht wegen der Abhängigkeit
der bei gleicher Temperatur des Kohlenfadens von demselben ausgestrahlten Lichtmenge
von der Molekularbeschaffenheit der Oberfläche des Kohlenfadens. Die Platineinheit
wurde daher schlieſslich als verhältniſsmäſsig zuverlässigste von der Conferenz
anerkannt und als gesetzliche Lichteinheit angenommen.
Um diese Einheit zur Erscheinung zu bringen, hat nun Siemens eine kleine Lampe construirt, welche zwar eigentlich nicht der von
der Conferenz gegebenen Bestimmung entspricht, da das Licht bei derselben nicht von
im Erstarren begriffenem geschmolzenem Platin, sondern von im Schmelzen begriffenem
ausgeht. Ob beim reinen Platin eine in Betracht kommende Temperaturdifferenz zwischen dem
Schmelz- und Erstarrungspunkte besteht, ist noch unbekannt. Sollte ein solcher
Unterschied wirklich festgestellt werden, so müſsten die Angaben dieser Lampe durch
einen zu ermittelnden Coëfficienten berichtigt werden, um die gesetzliche
Lichteinheit zu geben.
Fig. 1., Bd. 254, S. 123
Fig. 2., Bd. 254, S. 123
Die Lampe beruht auf dem Schmelzen eines sehr dünnen, 5 bis 6mm breiten Platinbleches durch einen dasselbe
durchlaufenden elektrischen Strom. Das Platinblech p
(Fig. 1 und 2) ist
in einen kleinen Metallkasten, welcher bei s auf dem
bei c drehbaren Sockel befestigt ist, eingeschlossen,
in dessen einer schmalen Wand sich eine nach innen kegelförmig verjüngte Oeffnung
befindet, deren kleinster Querschnitt möglichst genau 0qc,1 Inhalt hat. Dicht hinter diesem Loche befindet sich das Platinblech,
welches dessen Ränder nach allen Seiten überragt. Wird nun dieses Platinblech durch
Verbindung einiger galvanischen Zellen mit den Klemmschrauben k1 und k2 zum Glühen gebracht,
so ist die durch das Loch ausstrahlende Lichtmenge genau so groſs, als wenn der Sitz
der Lichtausstrahlung sich in der Fläche der Oeffnung selbst befände. Wenn man nun
die Batterie mit einer Einrichtung versehen hat, welche gestattet, die Stromstärke
sehr langsam zu vergröſsern, so hat man Zeit, das Photometer fortwährend in der
Gleichgewichtslage zu erhalten, bis das Platin schmilzt und plötzlich Dunkelheit
eintritt. Das vom Loche kurz vor diesem Augenblicke ausgestrahlte Licht ist dann
genau 0,1 der von der Conferenz angenommenen Einheit für weiſses Licht. Ein kleiner,
im Gehäuse der Lampe angebrachter Zangenmechanismus h
ermöglicht es, durch eine einfache Hin- und Zurückschiebung eines Griffes g ein neues Stück des auf eine Rolle r aufgewickelten und durch Glimmerscheibe w
vom Kästchen isolirten Platinbleches anstatt des geschmolzenen einzuschalten, vor
das Loch zu bringen und so den Versuch ohne Zeitverlust beliebig oft zu
wiederholen.
Die von der Conferenz aufgestellte Lichteinheit wird daher durch diesen Apparat
praktisch brauchbar und ist dann in der That das zuverlässigste und zweckmäſsigste
Lichtmaſs, welches wir gegenwärtig aufstellen können. Wie weit man diesen Apparat zu
Lichtmessungen mit Vortheil direkt verwenden kann, wird sich erst im praktischen
Gebrauche herausstellen. Wahrscheinlich werden die Elektriker in der Regel
vorziehen, Glühlampen zu ihren Messungen zu verwenden, welche von Zeit zu Zeit
mittels des Platin-Lichtmessers zu vergleichen sind. In ähnlicher Weise werden die
Gastechniker wohl in der Regel vorziehen., die v.
Hefner'sche Normallampe zu benutzen, welche für dieselben den Vorzug hat,
daſs ihre Lichtfarbe der der Gasflammen nahe steht und daſs sie denselben
lichtschwächenden Einflüssen unterworfen ist wie diese.
Die bis jetzt mit dieser Lampe ausgeführten vergleichenden Messungen, zu denen aber
noch kein reines Platin verwendet werden konnte, ergaben für eine v. Hefner'sche Lampe 0,7 Normaleinheit und eine
Normalkerze von 40mm Flammenhöhe. Es ist aber
wahrscheinlich, daſs die Messungen etwas kleiner ausfallen werden, wenn chemisch
reines Platin zur Verwendung kommt.
Nach L. Weber (a. a. O. 1884 *S. 166) soll bei Lichtmessungen ermittelt werden, entweder wieviel
Normalkerzen an die Stelle der zu prüfenden Lichtquelle gesetzt werden müſsten, um
eine beleuchtete Fläche in beiden Fällen gleich hell erscheinen zu lassen; es würde
dies als die auf Flächenhelligkeit begründete
Bestimmung zu bezeichnen sein. Oder es soll ermittelt werden, wieviel Normalkerzen
an die Stelle der zu prüfenden Lichtquelle gesetzt werden müſsten, um irgend welche
Objekte, wie Schriftzeichen, Liniensysteme u. dgl., in beiden Fällen gleich deutlich
wahrnehmbar zu machen. Dies würde als die Bestimmung der Beleuchtungskraft oder als die auf Sehschärfe
begründete Methode zu bezeichnen sein. Beide Wege schlieſsen also physiologische
Umstände ein, welche ihrer Natur nach nicht ohne weiteres durch physikalische
Messungen beseitigt werden können, und die auf beiden Wegen gewonnenen Ergebnisse
sind abhängig von der normalen Beschaffenheit des beobachtenden Auges.
Bei einer vollständigen nach der ersten Methode durchgeführten
Messung läſst es sich nicht umgehen, an irgend einer Stelle der Untersuchung dem
Auge eine wirkliche Beurtheilung des Helligkeitsgrades zweier verschieden gefärbter
Flächen zuzumuthen. Diese Schwierigkeit wird wesentlich vermehrt durch das bekannte
Purkinjé'sche Phänomen, wonach jene Beurtheilung
als eine Function der Intensität selbst auftritt. Eine rothe Fläche, welche bei
einer gewissen schwachen Beleuchtung gleich hell mit einer grünen erscheint, wird es
nicht mehr, wenn man beide Flächen in demselben Verhältnisse heller beleuchtet.
Ferner hängt die Beurtheilung der Helligkeiten von der Gröſse der beobachteten
Flächen ab. Hieraus geht schon unmittelbar hervor, daſs alle Untersuchungen, bei
denen nicht die Gesammthelligkeit und Gröſse der beobachteten Photometerflächen
angegeben ist, unvollständig sind. Lépinay und
Nicati haben bei ihrer Untersuchung des normalen
Sonnenspectrums ein Schattenphotometer angewendet, welches einerseits von den
verschiedenen Theilen des Spectrums, andererseits von dem durch absorbirende
Flüssigkeiten erhaltenen grüngelben Licht einer Vergleichslampe beleuchtet wurde.
Setzt man die Helligkeit einer bestimmten Farbe = 1, so lassen sich für die übrigen
Farben Coëfficienten ermitteln, welche angeben, um wie viel die Intensität des
ursprünglichen Sonnenlichtes vermehrt werden muſs, um die übrigen Farben von
gleicher Helligkeit erscheinen zu lassen. Trägt man die reciproken Werthe dieser
Coëfficienten als Ordinaten zu den als Abscissen genommenen zugehörigen Wellenlängen
auf, so erhält man eine Helligkeitscurve für das untersuchte Spectrum und gültig für
das Auge des betreffenden Beobachters. Um aus einer solchen einmal gewonnenen Curve
die Helligkeiten anders gefärbter Lichtquellen zu bestimmen, ist es erforderlich,
durch spectrophotometrische Untersuchungen, etwa mittels des Glan-Vogel'schen Apparates, die verhältniſsmäſsigen Helligkeiten der
einzelnen Farben eines Normallichtes und der durch letzteres auszumessenden
Lichtquelle in Bezug auf jenes Sonnenspectrum zu ermitteln und für irgend eine Farbe
eine absolute Intensitätsvergleichung auszuführen. Die Verhältnisse der von den so
gewonnenen Curven begrenzten Flächenstücke ergeben alsdann ein Maſs für die
Helligkeit des untersuchten, vom Normallichte in der Farbe abweichenden Lichtes.
Dieser Weg ist für die auch weiter unten angeführten Glühlampen von Otto Schumann eingeschlagen.
Für die von der Praxis verlangten Messungen würde es nun nicht
wohl angängig sein, weder jene physiologisch beeinfluſsten
Fundamentalvergleichungen, noch auch eine vollständige spectrophotometriche
Untersuchung einer Lichtquelle zu unternehmen. Lépinay
(vgl. Comptes rendus, 1883 Bd. 97 S. 1428) beschränkt
daher neuerdings die Messung einer mit dem Normallichte verschiedenfarbigen
Lichtquelle auf die Vergleichung zweier Farben und erledigt die physiologischen
Coëfficienten durch entsprechende Voruntersuchungen. In der Formel J = kR bedeutet J die nach
der Methode der Flächenhelligkeit zu verstehende Intensität einer Lichtquelle, R diejenige des rothen, durch Eisenchlorid
hindurchgegangenen Lichtes und k einen physiologisch
beeinfluſsten Faktor, welcher k = 1 : [1 + 0,208 (1 –
V : R)] gesetzt werden kann, wenn V die Intensität des grünen, durch Nickelchlorür
gegangenen Lichtes bedeutet. Dies ergibt für:
V : R =
0,8
J : R = k =
0,96
1,0
1,00
1,2
1,04
1,4
1,09
1,6
1,14
1,8
1,20
2,0
1,26.
Schon Werner Siemens hat in den Annalen der Physik, 1877 Bd. 2 S. 547 hervorgehoben,
daſs bei der Vergleichung namentlich verschiedenfarbiger Lichtquellen darauf
Rücksicht zu nehmen sei, inwiefern dieselben geeignet seien, entfernte Gegenstände
deutlich wahrnehmbar zu machen. Für künstliche Beleuchtung ist in der That diese
Eigenschaft der Lichtquellen von gröſserem Interesse als jene andere, beleuchtete
Flächen in gewisser Helligkeit erscheinen zu lassen. Seitdem ist von Crova und Lagarde im J.
1881 eine Reihe von Messungen so ausgeführt worden, daſs in dem Spalte des
Spectroskopes eine feine Schraffirung angebracht war, welche erst bei bestimmter
Helligkeit erkennbar wurde. Setzt man alsdann wieder die Intensität einer Farbe = 1,
so lassen sich ebenso wie bei den Macé de Lépinay'schen
Untersuchungen Coëfficienten angeben, welche ausdrücken, um wieviel die Stärke des
unzerlegten einfallenden Lichtes vergröſsert oder verkleinert werden muſs, um für
andere Farben jenes feine Gitter ebenso deutlich wahrnehmbar zu machen. Durch die
reciproken Werthe der Coëfficienten ergeben sich dann Curven, deren eingeschlossene
Flächen das Verhältniſs der Lichtintensitäten, nach dieser Methode gemessen,
darstellen. Die Ergebnisse sind wegen des auch bei diesem Verfahren nicht zu
beseitigenden physiologischen Einflusses zunächst nur gültig für das bestimmte Auge
der Beobachter.
Nach R. Weber ist die
Beleuchtungskraft B einer Lichtquelle B = kJr, wenn Jr die Intensität einer beliebigen, jedoch
für das Auge einfarbig erscheinenden Farbenmischung und unter k ein physiologisch beeinfluſster Coëfficient
verstanden ist, welcher physikalisch von der dem Jr entsprechenden Farbe, von der
Gesammtfarbe des untersuchten Lichtes und der Helligkeit einer gewissen Fläche
abhängig war, auf welcher, vom Normallichte beleuchtet, kleine Zeichnungen auf ihre
Erkennbarkeit geprüft wurden. Obwohl der Coëfficient k
theoretisch aus zwei Versuchen bestimmt werden kann, so sind doch wegen der mit
solchen Messungen verbundenen groſsen Unsicherheiten, die schon bei einer nur wenig
verminderten Sorgfalt der Beobachtungen 20 bis 50 Procent des Ergebnisses betragen
können, eine gröſsere Anzahl wiederholter Beobachtungen nöthig. Es wurde daher durch
mehrfache Versuche für die verschiedenen Zustände der Glühlampen der Faktor k bestimmt und seine Abhängigkeit von den Intensitäten
zweier Farben, einer rothen und einer grünen, ermittelt, so also, daſs aus dem
Verhältnisse der für Roth und Grün gefundenen Stärken die Zahl k tabellarisch aufgesucht werden kann.
Der zu den Messungen verwendete Apparat besteht im Wesentlichen aus einem festen,
wagerechten Rohre A (Fig.
3), in welchem durch ein Hilfsnormallicht n
die in meſsbarer Weise verschiebbare Milchglasplatte a
beleuchtet wird. In dem um die Längsachse von A
drehbaren Rohr B befindet sich ein Reflexionsprisma p, ferner eine oder mehrere Milchglasplatten bei b und ein Diaphragma d.
Wird das Rohr B auf eine Lichtquelle gerichtet, so
erblickt das bei o hineinsehende Auge ein durch die
linke senkrechte Kante des Prismas in zwei gleich groſse und gleichgeformte Hälften
getheiltes Gesichtsfeld, dessen linke Seite von dem durch b und dessen rechte Seite von dem durch a
gegangenen Licht erleuchtet wird. Durch Verschiebung von a, erforderlichenfalls durch Vermehrung der Milchglasplatten bei b läſst sich in beiden Hälften des Gesichtsfeldes
gleiche Helligkeit herstellen. Durch ein unmittelbar vor das Auge gehaltenes, durch
Kupferoxydul roth gefärbtes, sogen. überfangenes Glas läſst sich auch für sehr stark
von dem Hilfsnormallichte in Farbe abweichende Lichtquellen erzielen, daſs beide
Hälften des Gesichtsfeldes vollkommen gleich gefärbt erscheinen und daher sehr
scharf auf gleiche Helligkeit eingestellt werden können.
Fig. 3., Bd. 254, S. 126
In Verbindung mit einer Anzahl von Vorversuchen, bei welchen das Rohr B auf eine Walrathkerze gerichtet wurde, lieſs sich
durch eine einzige Einstellung die Helligkeit Jr des rothen Lichtes einer zu prüfenden
Lichtquelle ermitteln. Die Flammenhöhe der als Hilfsnormallicht n benutzten kleinen Benzinkerze wurde mittels
spiegelnder Skala bei s bis auf 0mm,1 abgelesen und möglichst zwischen den Grenzen
19 und 21mm gehalten. (Vgl. Uebersicht 1884 252 * 461.)
Werden Kerze und Skala in gleichen Abständen von 27cm von der Linse aufgestellt, so läſst sich das vollständige
Zusammenfallen des Flammenbildes mit der Ebene der Theilung sehr scharf prüfen, wenn
man das Auge in der Richtung der Flamme auf das wirkliche Bild richtet und beim
Heben oder Senken des Kopfes keine Verschiebung des Flammendochtbildes gegen die
Skala bemerkt. Gleichzeitig ist das Bild dann überaus scharf und man kann namentlich
die untere bläuliche Grenze der Flamme, welche auf mattirtem Glase schwer zu
erkennen ist, bis auf 0mm,1 genau ablesen. Die so
ermittelten Werthe für Jr sind in folgender Tabelle 1 zusammengestellt:
Tabelle 1.
Lampe
AnzahlderBunsen
Verhältn.\frac{\mbox{Grün}}{\mbox{Roth}}(Gläser)
Verhältn.\frac{\mbox{Grün}}{\mbox{Roth}}(Glan)
kbeob-achtet
kberech-net
Jrbeob-achtet
B = kJr†
JnachLépinay
Groſse Edison
50525456606568707074
0,950,811,091,061,141,201,241,301,151,28
0,900,951,181,261,351,431,541,791,792,18
–––0,961,151,121,001,291,251,21
–––1,051,111,151,181,221,121,21
4,89 7,22 8,8911,516,225,034,043,843,856,2
– –
–12,0717,9828,7540,1253,4449,0668,00
4,11 6,3110,2012,5820,6436,8049,7760,8760,87 –
Swan
101520253033353840
0,630,560,810,881,001,101,111,171,08
–0,640,911,051,091,131,181,251,33
0,590,681,091,161,101,101,201,141,10
0,740,690,880,931,001,081,091,131,06
0,006 0,170 1,14 2,72 4,86 8,24 8,4910,615,3
0,004 0,117 1,10 2,53 4,86 8,90 9,7511,9816,22
– – 1,09 3,01 6,03 9,25 9,6312,7717,10
Greiner
undFriedrichs
5 9 91214
–0,960,981,251,68
0,650,950,941,391,66
0,831,011,061,171,19
–0,980,991,181,45
0,015 3,05 2,7413,723,7
– 2,99 2,7116,1734,36
0,011 3,12 3,2816,8439,31
† Oder die Stärke der Lampe müſste auf den Bruchtheil 1 : B reducirt werden, um schwarze, auf einer weiſsen
Fläche befindliche Zeichnungen aus einer Entfernung von 89cm ebenso deutlich wahrnehmbar zu machen, wie dies
durch eine Walrathkerze in derselben Entfernung geschieht.
Zur Bestimmung des Coëfficienten h
wurden bei a und b
Milchglasplatten (vgl. Fig. 4) verwendet. Auf der
Originalzeichnung betrug die Breite der Kreise der Reihenfolge der Zahlen nach 55,
50, 45, 40, 35, 30, 25 und 20mm, so daſs in
20facher Verkleinerung auf Milchglas photographirt die kleinsten Kreise im achten
Felde der Platte 0mm,1 breit waren. In das
Photometer gebracht, füllten die 1cm breiten und
2cm langen Photogramme etwa den dritten Theil
jeder Hälfte des Gesichtsfeldes aus, so daſs noch eine beträchtliche Fläche übrig
blieb, welche zur Einstellung auf gleiche Flächenhelligkeit benutzt werden konnte. Es wurde nun die
Platte a auf diejenige ein- für allemal ermittelte
Stelle geschoben, in welcher die Zeichnung auf derselben genau unter dem gleichen
Gesichtswinkel erschien wie die in b befindliche
Zeichnung. Diese Stelle lag bei 24cm,5 der an der
Auſsenseite von A angebrachten, von n an gezählten Skala. In dieser Stellung müssen alsdann
beide Zeichnungen von gleicher Deutlichkeit sein, falls die Flächenhelligkeit in a und b die gleiche und
von derselben Farbe ist. Wird dagegen das Rohr B auf
eine anders gefärbte Lichtquelle gerichtet, also auch die Zeichnung bei b von diesem Lichte beschienen, so entspricht im
Allgemeinen einer nach der Methode der Flächenhelligkeit etwa abgeschätzten, gleich
hellen und nun ungleichfarbigen Beleuchtung nicht mehr gleiche Deutlichkeit der
Zeichnungen. Es rührt dies davon her, daſs, wie Lépinay
nachgewiesen, die brechbareren Strahlen vom Grün an nur geringen Beitrag zur Beleuchtungskraft, wohl aber einen noch merklichen zur
Flächenhelligkeit liefern.
Fig. 4., Bd. 254, S. 128
Bei der erwähnten Stellung der Platte a bei 24cm,5 wurde b von der zu untersuchenden Lichtquelle beleuchtet. Die
Entfernung der letzteren wurde durch Abrücken des Photometers so lange geändert, bis
die beiden in gleicher Gröſse neben einander liegenden Zeichnungen von gleicher
Deutlichkeit erschienen. Betrachtet man wiederholt abwechselnd beide Zeichnungen und
läſst dabei das Auge von den gröbsten Kreisen nach den feineren wandern, so trifft
man auf ein Quadrat, in welchem die einzelnen Kreise nicht mehr von einander zu
trennen sind. Dies liefert bei einer der Zeit nach möglichst gleich vertheilten
Betrachtung beider Zeichnungen ein recht brauchbares Kennzeichen der gleichen
Deutlichkeit, welches namentlich unabhängig vom Auge ist. Nach Herstellung gleicher
Deutlichkeit wurde sodann, ohne in der Stellung der Lichtquellen etwas zu ändern,
dieselbe rothe Glasplatte, welche zur Bestimmung von Jr verwendet war, vor das Auge gebracht und
nun ohne weitere Beachtung der Zeichnungen eine Einstellung auf gleiche Helligkeit
gemacht. Bei solchen Lichtquellen, welche verhältniſsmäſsig weniger rothes und mehr
gelbes Licht enthielten als die Benzinkerze n, war zu
dem Zwecke ein gröſserer Abstand der Platte α von der
Kerze n erforderlich. Beträgt derselbe r Centimeter, so ist k =
(r : 24,5)2. Bei
2cm Flammenhöhe der Benzinkerze entspricht die
Helligkeit des durchscheinenden Lichtes derjenigen, in welcher eine mit Barytweiſs
gestrichene Fläche erscheint, wenn dieselbe von 1,26 Walrathkerzen in 1m Entfernung, oder von 1 Walrathkerze in 89cm Entfernung beleuchtet wird. Hierbei konnten die
Kreise der ersten 4 Felder noch ganz deutlich, diejenigen im 5. Felde ziemlich gut
und diejenigen im 6. Felde nicht mehr mit dem Auge auflösen. Die Werthe von k werden gleich 1, wenn die Farbe der untersuchten
Lichtquelle derjenigen der Benzinkerze gleich wird. Dies kann direkt im Photometer
an der gleichen Färbung der beiden Hälften des Gesichtsfeldes erkannt werden, wenn
ohne vorgesetztes rothes Glas beobachtet wird. Bei geringerer Stromstärke in den
Glühlampen wird die linke Seite gelbröthlich bis braunroth, bei stärkerem Strome
scheinbar umgekehrt die rechte Seite.
Um die Abhängigkeit der Werthe k von
dem jeweiligen Glühgrade zu ermitteln, wurde eine zweite Einstellung auf
Flächenhelligkeit mit vorgehaltenem grünem Glase gemacht. Muſste hierbei die Platte
a in den Abstand d
gebracht werden, so war das Verhältniſs der Intensität des grünen Lichtes zu jener
des rothen gegeben durch Grün : Roth = (24,5)2 :
d2.
Durch spectroskopische Untersuchung wurde gefunden, daſs durch das
rothe Glas nur
Strahlen zwischen den Wellenlängen λ = 687 und 630
hindurchgingen, deren gröſste Stärke mit der Fraunhofer'schen Linie C, λ = 656
zusammenfiel; die grünen Strahlen lagen zwischen λ =
577 und 516, namentlich bei 547. Gleichzeitig wurde von O.
Schumann mittels des Glan'schen
Spectrophotometers das Intensitätsverhältniſs Grün :
Roth bestimmt, für ein Roth von λ = 676,2 und
ein Grün von λ = 557,4. Auch hier waren beide
Intensitäten relative, auf die entsprechenden Farben der Benzinkerze bezogene. Aus
diesen Versuchen ergeben sich folgende Mittelwerthe:
\frac{\mbox{Grün}}{\mbox{Roth}}
k
\frac{\mbox{Grün}}{\mbox{Roth}}
k
0,3
0,50
1,3
1,22
0,4
0,56
1,4
1,28
0,5
0,64
1,5
1,34
0,6
0,72
1,6
1,40
0,7
0,80
1,7
1,46
0,8
0,87
1,8
1,51
0,9
0,94
1,9
1,56
1,0
1,00
2,0
1,61
1,1
1,08
2,1
1,65
1,2
1,15
2,2
1,69.
Für praktische Messungen ist die Beleuchtungskraft einer Glühlampe nach der Formel
B = kJr zu
berechnen, wobei Jr
unter Einschaltung eines rothen Glases gemessen und k
aus Tabelle 2 entnommen wird, nachdem durch eine zweite Intensitätsmessung mit
grünem Glase das Verhältniſs Grün : Roth bestimmt
ist.
Aus den von O. Schumann (daselbst 1884 * S. 220)
ausführlich mitgetheilten Versuchen ergibt sich zunächst die bemerkenswerthe
Thatsache, daſs der Widerstand einer gut glühenden Lampe etwa halb so groſs ist als
im kalten Zustande. Die sonstigen Endzahlen sind im Auszuge
Tabelle 2.
AnzahlderBunsen
Ampère
Volt
Ohm
Beob.Intensitätλ = 656
Relative Intensitäten. Grün = 1.
Roth676
Gelb615
Blau487
Indigo464
Violett429
Swan'sche Glühlampe.
0
–
–
65,4
–
–
–
–
–
–
15
0,627
23,79
37,9
0,17
1,55
1,31
–
–
–
20
0,850
30,48
35,9
1,14
1,10
1,06
0,89
–
–
25
1,028
34,87
33,9
2,72
0,95
1,03
1,06
–
–
30
1,146
39,13
34,1
4 ,86
0,92
1,02
1,08
–
–
33
1,251
42,30
33,8
8,24
0,87
0,97
1,14
–
–
33
1,188
40,43
34,0
–
0,90
1,02
1,12
–
–
35
1,244
41,81
33,6
8,49
0,85
0,97
1,14
1,22
–
38
1,336
43,88
32,8
10,6
0,80
0,94
1,14
1,22
1,30
40
1,398
45,23
32,3
15,3
0,75
0,90
1,15
1,24
1,34
Kleine Edison'sche Glühlampe.
0
–
–
121,3
–
–
–
–
–
–
15
0,3275
28,25
86,26
–
–
–
–
–
–
20
0,4645
34,38
74,01
0,098
2,13
1,36
–
–
–
25
0,5988
41,86
69,74
0,746
1,27
1,16
0,82
–
–
30
0,7499
48,24
64,33
2,25
0,92
1,04
1,25
1,43
–
35
0,8784
55,07
62,55
5,18
0,78
0,90
1,23
1,37
1,42
40
1,1031
62,08
60,17
9,89
0,77
0,92
1,29
1,57
1,78
45
1,1187
70,06
59,05
20,1
0,75
0,88
1,44
2,00
2,25
in Tabelle 2 zusammengestellt. In derselben bedeuten die
Zahlen unter „Relative Intensitäten“, wie viel mal mehr Lieht der
betreffenden Farbe im elektrischen Lichte enthalten ist als in dem von der
Benzinkerze ausgestrahlten Lichte, wenn jedesmal Grün (λ = 557) gleich hell gemacht wird, so daſs die Zahlen unter Roth Ausdrücke
für die Farbenzusammensetzung der betreffenden Lichtquelle darstellen. Je kleiner
diese Zahlen werden, um so bläulicher wird die Farbe des elektrischen Glühlichtes im
Vergleiche mit der des Benzinlichtes.
Für Sonnenlicht würde dieses Verhältniſs 0,22 werden. Es erreicht also das
elektrische Glühlicht niemals die Farbe des Sonnenlichtes. Dieselben erscheinen
vielmehr sämmtlich roth gegen dasselbe. Zum Beweise, daſs diese Thatsache auch noch
bestehen bleibt, wenn sich die Glühlampe in ihrer höchsten Glut befindet, d.h. in
dem Zustande kurz vor dem Zerspringen des Fadens, führt Schumann noch folgende Zahlen für kleine Edison'sche Glühlampen an:
Anzahl derBunsen
ArbeitVolt-Ampère
\frac{\mbox{Grün}}{\mbox{Roth}}
\frac{\mbox{Grün}}{\mbox{Roth}}
41
82
0,73
1,70
42
86
0,69
1,78
43
92
0,66
2,12
44
94
0,63
2,43
45
97
0,62
2,63
48
111
0,60
2,91
50
118
0,59
2,94
52
120
0,58
3,38.
Bei 54 Bunsen zerriſs der Kohlenfaden. Der kleinste Werth,
welchen das Verhältniſs Roth : Grün annimmt, ist mithin immer noch das 2,5fache des Sonnenlichtes. Für
eine hellbrennende Erdöllampe (Doppelflachbrenner) wird Roth : Grün gleich 0,76. Es würde also die
Farbe des Glühlichtes, sobald es sich in einem solchen Zustande des Glühens
befindet, daſs die Lampen voll ausgenutzt und doch nicht überanstrengt werden,
gleich der einer gut brennenden Erdöllampe zu setzen sein. Dasselbe Ergebniſs findet
man bei Betrachtung der Zahlen Indigo : Grün. Für die Sonne ist dieses Verhältniſs 4,35 und für
Erdöl 1,24. Es nimmt also bei der elektrischen Lampe kurz vor dem Verbrennen
derselben das Indigo und Violett bedeutend an Stärke zu, erreicht aber doch nicht
das Sonnenlicht; dagegen überwiegt es den Gehalt des Indigo und Violett im
Erdöllichte. Für praktisch angewendete Helligkeiten dagegen ist der Unterschied im
Blau und Violett mit obiger Erdöllampe sehr klein, so daſs auch für diese Farben die
sehr nahe Gleichheit der Farben beider Lichter angenommen werden darf. Gaslicht im
gewöhnlichen Brenner würde dagegen erheblich röther erscheinen.