Das Licht

  • Arthur Haas
Part of the Verständliche Wissenschaft book series (VW, volume 20)

Zusammenfassung

Als im Frühjahr 1933 die Weltausstellung von Chicago eröffnet wurde, war es ein erhebendes Schauspiel, daß ein von dem Fixstern Arctur bereits vierzig Jahre früher entsandter Lichtstrahl durch eine geeignete Apparatur das Lichtmeer der Ausstellung entzündete1. Um die Zeit angeben zu können, durch die der Strahl des Arctur unterweg gewesen war, sind zwei Erkenntnisse notwendig: die durch ungemein feine astronomische Messungen gewonnene Kenntnis der Entfernung des Arctur und ferner die Kenntnis der Geschwindigkeit, mit der sich ein Lichtstrahl fortpflanzt. Ist es an sich staunenswert, daß die Bestimmung einer so ungeheuren Geschwindigkeit gelang, so bedeutete die Genauigkeit dieser Bestimmung einen besonders bewundernswerten Erfolg. Denn die moderne Physik vermochte die Lichtgeschwindigkeit so genau zu ermitteln, daß der mögliche Fehler kaum größer sein kann als ein Millionstel des gefundenen Betrags.

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Notes

  1. 1.
    Der Lichtstrahl des Fixsterns fiel auf eine lichtempfindliche Zelle; vgl. Abschnitt 39.Google Scholar
  2. 1.
    Selbstverständlich ist hier nur das Grundprinzip der Michelsonschen Methode angegeben. Es ist klar, daß eine Fülle der mannigfachsten ergänzenden Kunstgriffe erforderlich war, um die Präzision zu ermöglichen, die Michelson tatsächlich erreichte.Google Scholar
  3. 2.
    Das Prisma vollführte 530 Umdrehungen in der Sekunde; die Tourenzahl wurde mittels einer Stimmgabel gemessen. In dem 4240sten Teil einer Sekunde durcheilte das Licht den Weg hin und zurück.Google Scholar
  4. 1.
    Siehe Abschnitte 18 und 58.Google Scholar
  5. 2.
    Wie die Relativitätstheorie erkennen ließ, ist Energie gleich Masse multipliziert mit dem Quadrate der Lichtgeschwindigkeit; vgl. Abschnitt 75.Google Scholar
  6. 1.
    Man hat 30 Milliarden durch 59 Millionstel zu dividieren!Google Scholar
  7. 1.
    Ein grauer Ton ist nicht vermeidbar, weil die gebräuchlichen Malfarben keine reinen Spektralfarben sind.Google Scholar
  8. 2.
    Wir gebrauchen das Wort Billion stets im Sinne von Million mal Million, also im Sinne der zwölften Potenz von zehn (1012).Google Scholar
  9. 1.
    Statt des Wortes Ultrarot wird häufig auch das Wort Infrarot gebraucht.Google Scholar
  10. 2.
    Vgl. Abschnitt 32.Google Scholar
  11. 1.
    Vgl. Abschnitt 61.Google Scholar
  12. 1.
    Die Herstellung äußerst vollkommener Gitter (sog. Konkavgitter) ist vor allem das Verdienst des amerikanischen Physikers Rowland (um 1880).Google Scholar
  13. 1.
    Hierbei wurde das Phänomen der totalen Reflexion verwertet; vgl. Abschnitt 10.Google Scholar
  14. 2.
    Vgl. Abschnitt 61.Google Scholar
  15. 1.
    Diese Übereinstimmung bezeichnet man als Kohärenz.Google Scholar
  16. 1.
    Der Nachweis so weit gehender Interferenzfähigkeit ist Lummer und Gehrcke gelungen.Google Scholar
  17. 2.
    Es war dies eine Wegdifferenz von etwa ein Meter; natürlich handelte es sich nicht um direkte Wege!Google Scholar
  18. 3.
    Denn die Geradlinigkeit der Lichtstrahlen erschien damit als natürliche Folge des bekannten mechanischen Beharrungsgesetzes.Google Scholar
  19. 1.
    Vgl. Abschnitt 69.Google Scholar
  20. 1.
    Die kinetische Energie wird in bekannter Weise durch das halbe Produkt aus der Masse des Körpers und dem Quadrate seiner Geschwindigkeit gemessen.Google Scholar
  21. 2.
    Es ist allerdings auch diejenige Arbeit zu berücksichtigen, die erforderlich ist, um das innerhalb des Metalls durch anziehende Kräfte festgehaltene Elektron aus dem Metall loszureißen; jedoch bereitet es keine Schwierigkeit, aus den Messungen diese Loslösearbeit zu eliminieren.Google Scholar
  22. 1.
    Ein Erg ist nämlich die Arbeit, die erforderlich ist, um durch 1 cm ein Gewicht zu heben, das der Kraft von 1 Dyn entspricht; vgl. hierzu Abschnitt 17.Google Scholar
  23. 2.
    Die Bezeichnung als Wirkungsquantum erklärt sich daraus, daß man in der Mechanik als Wirkung ein Produkt aus Energie und Zeit bezeichnet und, wie unter Benutzung des Begriffs der physikalischen Dimension folgt, auch die von uns hier betrachtete universelle Konstante die Dimension Energie, dividiert durch Schwingungszahl, oder, was dasselbe ist, die Dimension Energie mal Zeit hat.Google Scholar
  24. 1.
    Es sei daran erinnert, daß 10-2 ein Hundertstel, 10-3 ein Tausendstel und somit 10-27 diejenige Zahl bedeutet, bei der auf eine Null und einen Dezimalpunkt weitere 26 Nullen und erst an 27. Stelle hinter dem Dezimalpunkt eine Eins folgt.Google Scholar
  25. 2.
    Vgl. Abschnitt 50.Google Scholar
  26. 1.
    Zu den spektralanalytisch entdeckten chemischen Elementen gehören z. B. Rubidium und Cäsium (beide von Bunsen entdeckt), Thallium, Indium, Gallium, Germanium, seltene Erden, Helium, Neon.Google Scholar
  27. 1.
    Man kann die tatsächliche Geschwindigkeit stets in zwei zueinander senkrechte Komponenten zerlegen, deren eine die Richtung der Verbindungslinie zwischen dem Objekt und der Erde hat. Diese Komponente kann auf uns zu oder von uns weggerichtet sein.Google Scholar
  28. 1.
    Man nennt solche Doppelsterne spektroskopische im Gegensatze zu den sog. visuellen, bei denen die beiden Sterne einzeln wahrgenommen werden können.Google Scholar
  29. 1.
    Die Spiralnebel werden von der modernen Astronomie als Geschwister unseres eigenen Sternsystems, des sog. Milchstraßensystems, angesehen. Der nächste Spiralnebel, der auch mit freiem Auge sichtbare Andromedanebel, ist von uns ca. 850000 Lichtjahre entfernt. Die weitesten in den Teleskopen noch erkennbaren haben wohl Entfernungen von mehr als hundert Millionen Lichtjahren. (Ein Lichtjahr ist die Strecke, zu deren Zurücklegung das Licht ein Jahr braucht.)Google Scholar
  30. 2.
    Siehe Abschnitt 76.Google Scholar
  31. 1.
    Im Bildpunkte schneiden sich nur die gedachten Rückwärtsverlängerungen der reflektierten Strahlen.Google Scholar
  32. 1.
    Snellius hat seine Entdeckung nicht veröffentlicht; dies tat erst der bekannte Philosoph Descartes.Google Scholar
  33. 2.
    Unter dem Einfallswinkel versteht man natürlich den Winkel, den die Einfallsrichtung mit dem Einfallslote bildet.Google Scholar
  34. 3.
    Der Sinus eines Winkels ist bekanntlich durch die Länge der Seite dargestellt, die dem Winkel in einem rechtwinkligen Dreieck gegenüberliegt, in dem die längste Seite die Länge Eins hat.Google Scholar
  35. 1.
    Bei senkrechtem Einfall unterbleibt natürlich die Richtungsänderung, well der Einfallswinkel Null ist.Google Scholar
  36. 1.
    Flintglas ist stark bleihältig, Krongias hingegen bleifrei.Google Scholar
  37. 2.
    Korrekter ist es, von Objektpunkt und Bildpunkt zu sprechen.Google Scholar
  38. 1.
    Das Gesetz des Polarisationswinkels wurde 1815 von Brewsterentdeckt.Google Scholar
  39. 2.
    Die Tangente eines Winkels ist bekanntlich durch die Länge der dem Winkel in einem rechtwinkligen Dreieck gegenüberliegenden Seite dargestellt, wenn die andere an den rechten Winkel anstoßende Seite die Länge Eins hat.Google Scholar
  40. 3.
    Daß in dem reflektierten Strahle die Lichtschwingungen senkrecht zu der Einfallsebene erfolgen, wurde allerdings erst durch die elektromagnetische Lichttheorie völlig klar. Aus ihr folgt dies nämlich für die elektrischen Schwingungen, die, wie man anderseits erkannte, die photographischen Wirkungen hervorrufen — nicht für die magnetischen Schwingungen, die stets senkrecht zu den elektrischen vor sich gehen.Google Scholar
  41. 4.
    Man benutzt auf der Rückseite geschwärzte Glasspiegel.Google Scholar
  42. 5.
    Denn das Einfallslot ist natürlich für den vertikal gestellten Spiegel horizontal.Google Scholar
  43. 1.
    Der isländische Kalkspat ist durch seine besondere Durchsichtigkeit ausgezeichnet.Google Scholar
  44. 2.
    Regulär sind alle Kristalle, die, wie z. B. die des Steinsalzes, auf drei gleichwertige, zueinander senkrechte Richtungen bezogen werden können.Google Scholar
  45. 1.
    Fresnels Theorie beruhte auf der Vorstellung elastischer Ätherwellen, mit welcher Vorstellung die Transversalität der Wellen recht schwer in Einklang gebracht werden konnte. Den Ausweg aus dieser Schwierigkeit wies erst die elektromagnetische Lichttheorie; vgl. Abschnitt 33.Google Scholar
  46. 1.
    Selbstverständlich sind die Methoden der sogenannten Saccharimetrie im Laufe der Zeit sehr verfeinert worden, wenn auch das Prinzip dasselbe geblieben ist.Google Scholar
  47. 1.
    Die Erfindung der mit einer Linse versehenen Dunkelkammer wird gewöhnlich Porta (16. Jahrhundert) zugeschrieben.Google Scholar
  48. 2.
    Die Regenbogenhaut oder Iris ist es bekanntlich, nach deren Farbe (blau, grün, braun) man die Farbe eines Auges angibt.Google Scholar
  49. 3.
    Die Frage, warum wir trotz des verkehrten Netzhautbildes dennoch die Gegenstände aufrecht sehen, gehört nicht in das Gebiet der Physik, sondern in das der Psychologie.Google Scholar
  50. 1.
    Der optische Mittelpunkt ist dadurch ausgezeichnet, daß durch ihn gehende Lichtstrahlen keine Ablenkung aus ihrer Richtung erfahren; er liegt bei dem Auge innerhalb der Kristallinse in der Nähe ihrer Hinterfläche.Google Scholar
  51. 2.
    Das Winkelmaß einer Strecke A B in bezug auf einen Punkt 0 ist durch den bei 0 liegenden Scheitelwinkel des Dreiecks A 0 B gegeben.Google Scholar
  52. 3.
    Bekanntlich teilt man den Grad (von dem 360 auf den Kreisumfang gehen) in 60 Minuten zu je 60 Sekunden. In einer Distanz von 1 Meter erscheint eine quer liegende Strecke von etwa 1/3 Millimeter unter einem Sehwinkel von einer Bogenminute.Google Scholar
  53. 1.
    Oculus heißt auf Lateinisch das Auge.Google Scholar
  54. 1.
    Vgl. Abschnitt 10.Google Scholar
  55. 1.
    Das Prismenfernrohr wurde in der Mitte des 19. Jahrhunderts von Porro erfunden.Google Scholar
  56. 1.
    Die Zersetzung der Silbersalze durch das Licht wurde bereits in der ersten Hälfte des 18. Jahrhunderts durch den Arzt Schulze in Halle entdeckt.Google Scholar
  57. 2.
    Die Fixierung erfolgt mittels einer Lösung, z. B. von unterschweflig-saurem Natron, die das unzersetzte Silbersalz auflöst.Google Scholar
  58. 3.
    Orthochromatisch nennt man Platten, die für die verschiedenen Farben nach Maßgabe ihrer Helligkeit gleich empfindlich sind.Google Scholar
  59. 4.
    Um Farben, die in der Photographie zu stark zur Geltung kommen würden, teilweise auszuschalten, benutzt man auch Gläser in der Komplementärfarbe, z. B. die bekannten Gelbfilter, die man vor dem Objektiv anbringt.Google Scholar

Copyright information

© Julius Springer in Berlin 1933

Authors and Affiliations

  • Arthur Haas
    • 1
  1. 1.Universität in WienAustria

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