genommen, nebenbei auch für die
Geographiean sich, die
Geologie,
[* 2]
Botanik und
Zoologie die Gelegenheit thunlichst auszunutzen.
Leider erlebte
Weyprecht den Erfolg seiner rastlosen Bemühungen um die
Organisation des Beobachtungssystems der internationalen
Polarforschung nicht mehr (er starb er wird aber für alle
Zeiten als Begründer der neuern Polarforschung hochgeschätzt
werden.
Die schließliche Ausführung des
Projekts ist vollständiger geworden, als es irgend erwartet werden konnte. Nachdem in dem
ursprünglichen
Programm 8 Polarstationen als erforderlich erklärt waren, ist vom bis auf der nördlichen
Halbkugel auf 12 und auf der südlichen auf 2 beobachtet worden. Nachstehende Übersicht verzeichnet
diese 14
Stationen und deren
Chefs:
¹ Diese drei Expeditionen kamen durch Zusammenwirken der
Regierungen mit
Privatpersonen zu stande; die österreichische wurde
vom
GrafenWilczek ausgerüstet, die schwedische erhielt vom
Kaufmann O.
Smith, die niederländische durch eine Sammlung einen
großen Teil ihrer
Fonds.
Um die
Lücke im Beobachtungsnetz zwischen
Grönland und
Kanada zu schließen, hat das
Deutsche Reich
[* 3] noch
eine Expedition nach den sechs
Missionen der
HerrnhuterGemeinde in
Labrador gesandt, um dort
meteorologische Stationen einzurichten
und an ihnen während des Beobachtungsjahrs 1882-83
Beobachtungen anzustellen. Ebenso haben auch noch andre
Staaten übernommen,
Verbindungsstationen anzulegen, so
Italien
[* 4] in
Patagonien, Rußland im N. und O. des eignen
Reichs, namentlich
in
Sibirien und in Finnisch-Lappland. Nach Verlauf des Beobachtungsjahrs (nur die
Vereinigten Staaten
[* 5] haben ihre Expeditionen
schon im
Sommer 1881 und zwar auf volle
drei Jahre ausgesendet, und die russische an der Lenamündung ist noch ein zweites
Jahr [1883-84] in Thätigkeit geblieben) sind die Expeditionen mit reichem Beobachtungsmaterial beladen
heimgekehrt.
Vorläufige Zusammenstellungen und
Berichte über die Ergebnisse der
Beobachtungen sind seitdem von allen
Stationen in verschiedenen
Zeitschriften veröffentlicht worden, und für die meisten sind auch bereits die vollständigen
Publikationen erschienen, so
für die beiden von
Deutschland
[* 6] ausgerüstetenStationen unter dem
Titel: »Die internationale Polarforschung. Die Beobachtungsergebnisse
der deutschen
Stationen, herausgegeben im Auftrag der deutschen Polarkommission von
Neumayer und Börgen«,
Band
[* 7] 1: Kingua-Fjord,
Band 2: Südgeorgien (Berl. 1886). Das auf diese
Weise von den verschiedenen zivilisierten
Staaten zusammengebrachte
Material
enthält die erforderlichen Grundlagen zur weitern Klärung mancher wichtigenFrage der
Meteorologie und
der
Physik der
Erde.
die »Beobachtungsergebnisse« der deutschen
Stationen (hrsg. von
Neumayer und Börgen, Berl. 1886, 2 Bde.),
der österreichischen Polarstation
Jan Mayen (hrsg. von der kaiserlichen
Akademie der
Wissenschaften,
Wien
[* 16] 1886-1887, 3 Bde.),
der norwegischen Polarstation Bossekop in Alten (hrsg. von
Steen,
Christiania
[* 17] 1887 ff.).
[* 1]desLichts, eigentümliche
Beschaffenheit, welche das
Licht
[* 18] unter gewissen Umständen annehmen kann, so
daß ein Lichtstrahl (den man sich gegen das
Auge
[* 19] des Beobachters gerichtet denke) nach verschiedenen Seiten hin sich verschieden
verhält, z. B.
oben und unten anders als links und rechts. Eine der einfachsten Vorrichtungen, um dem
Lichte diese
Beschaffenheit zu erteilen oder es zu »polarisieren«, bildet eine
Platte, welche aus
Turmalin parallel der Säulenachse
geschnitten ist.
Licht, welches durch eine solche
Platte hindurchgegangen ist, zeigt dem bloßen
Auge keine andre Veränderung, als daß es (durch
Absorption) die braune oder olivengrüne Färbung, welche dem
Kristall eigen ist, angenommen hat. Legt
man nun auf die erste Turmalinplatte eine zweite und zwar zunächst so, daß die Kristallachsen der beiden
Platten zu einander
parallel, z. B. beide von unten nach
oben
[* 1]
(Fig. 1), gerichtet sind, so geht das aus der ersten
Platte tretende
Licht auch durch
die zweite, indem es nur wegen der größern
Dicke, die es jetzt zu durchlaufen hat, eine etwas tiefere Färbung annimmt.
Dreht man aber die zweite
Platte in ihrer
Ebene, so wird das durch beide
Platten gefangene
Licht
^[Abb.: Fig. 1 u. 2. Turmalinplatten
mit parallelen und rechtwinkelig zu einander stehenden Kristallachsen.]
¶
mehr
immer dunkler u. verschwindet endlich ganz, wenn die Achsen der beiden Kristalle
[* 21] zu einander senkrecht stehen
[* 20]
(Fig. 2); dreht
man noch weiter, so erscheint das Licht allmählich wieder und erreicht die ursprüngliche Helligkeit, wenn die Kristallachsen
wieder parallel stehen. Ein natürlicher unmittelbar von einer Lichtquelle ausgehender Lichtstrahl würde von der zweiten
Turmalinplatte in jeder ihrer Stellungen mit der gleichen Lichtstärke durchgelassen werden; der durch die erste Turmalinplatte
gegangene Lichtstrahl verhält sich also nicht mehr wie natürliches Licht, denn er wird von der zweiten Platte nur dann ungeschwächt
durchgelassen, wenn ihre Kristallachse lotrecht, d. h. parallel zur Achse der ersten Platte, gerichtet
ist; er wird dagegen nicht durchgelassen, wenn die Achse der zweiten Platte wagerecht liegt oder mit der Achse der ersten Platte
sich rechtwinkelig kreuzt.
Während also ein natürlicher Lichtstrahl das gleiche Verhalten zeigt, welche der verschiedenen in
[* 20]
Fig. 3 A (in dieser
[* 20]
Figur
denke man sich den Lichtstrahl wie in den vorigen senkrecht aus der Ebene der Zeichnung gegen das Auge des
Beobachters kommend) angedeuteten Stellungen man der Achse der Turmalinplatte, mit welcher man ihn prüft, auch geben mag,
und sonach in allen zu seiner Fortpflanzung senkrechten Richtungen gleich beschaffen ist, ist bei dem durch eine erste Turmalinplatte
gegangenen Lichtstrahl unter allen diesen Richtungen eine, nämlich die mit der Achse des ersten Turmalins
parallele, besonders ausgezeichnet
[* 20]
(Fig. 3, B), indem der Lichtstrahl durch eine zweite Turmalinplatte
durchgeht oder nicht durchgeht, je nachdem diese Richtung zur Achse dieser Platte parallel oder senkrecht steht. Einen solchen
Strahl, welcher nach verschiedenen Seiten hin sich verschieden verhält, hat man mit einem nicht
gerade glücklich gewählten Ausdruck »polarisiert« genannt.
Von der Möglichkeit eines solchen Verhaltens kann man sich nun vom Standpunkt der Wellenlehre leicht Rechenschaft geben.
Bei einer Wellenbewegung
[* 22] können im allgemeinen die Schwingungen der einzelnen Teilchen des in Wellenbewegung befindlichen Stoffes
sowohl in der Richtung, nach welcher die Welle fortschreitet, d. h. in der Richtung des Strahls, erfolgen
(longitudinale oder Längsschwingungen), als auch senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung vor sich gehen (transversale oder
Querschwingungen). Das erstere findet z. B. statt bei den Schallwellen in der Luft, welche nur durch Längsschwingungen fortgepflanzt
werden. Querschwingungen dagegen beobachtet man z. B. an einem langen
zwischen den Punkten A und B
[* 20]
(Fig. 4) aufgespannten Seil, wenn man demselben etwa in lotrechter Richtung einen Schlag versetzt;
man sieht alsdann das Seil entlang Wellen
[* 23] sich fortpflanzen, wobei jeder Punkt des Seils senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung
auf- und abschwingt.
Ein von B nach A das Seil entlang blickender Beobachter
würde die Schwingungen in einer lotrechten Richtung
wie
[* 20]
Fig. 3. B erfolgen sehen und an dem schwingenden Seil die obere und untere Seite, nach welchen die Schwingungen abwechselnd
gerichtet sind, von der rechten und linken Seite, nach welchen hin keine Schwingungen vor sich gehen, wesentlich verschieden
finden. Er würde sich ferner überzeugen können, daß, wenn man das Seil durch einen Schlitz hindurchgehen
läßt, die lotrechten Schwingungen sich ungehindert fortpflanzen, sobald man den Schlitz lotrecht stellt, sich dagegen nicht
durch den Schlitz fortpflanzen können, wenn man ihn wagerecht stellt. Da sich sonach der betrachtete Seilwellenstrahl AB
nach verschiedenen Seiten verschieden verhält, ähnlich wie ein durch eine Turmalinplatte gegangener
Lichtstrahl, so könnte man ihn ebensogut wie diesen »polarisiert« nennen;
und anderseits erkennt man, daß das Verhalten eines polarisierten Lichtstrahls AB
[* 20]
(Fig. 4) sich
leicht erklärt durch die Annahme, daß derselbe sich nur durch Querschwingungen fortpflanze, die sämtlich in einer und
derselben durch den Strahl gelegten Ebene erfolgen. Diese Ebene, in
[* 20]
Fig. 4 die Ebene der Zeichnung, heißt seine Schwingungsebene.
Der Versuch mit den beiden Turmalinplatten erklärt sich mit gleicher Leichtigkeit, mögen wir nun annehmen, daß die Schwingungen
des aus der ersten Platte tretenden polarisierten Strahls parallel zur Kristallachse oder senkrecht zu
ihr erfolgen. Dieser Versuch vermag daher nicht zu entscheiden, welche von diesen beiden Richtungen die Schwingungsrichtung
ist. Dagegen gestattet der folgende einfache Versuch, auf die Richtung der Schwingungen zu schließen. Dreht man eine Turmalinplatte
abcd
[* 20]
(Fig. 5), während man durch dieselbe in der Richtung on nach einer weißen Fläche blickt, um eine
zur Kristallachse parallele Umdrehungsachse fg in die Lage a'b'c'd', so bleibt die Helligkeit des Gesichtsfeldes fast ungeändert.
Neigt man aber die Platte derart gegen die Strahlenrichtung no
[* 20]
(Fig. 6), daß die zur Kristallachse senkrechte Line hi die Umdrehungsachse
bildet, so wird das Gesichtsfeld bedeutend dunkler. Nun ist es höchst wahrscheinlich, daß eine Änderung
der Helligkeit nur dann eintreten kann, wenn der Winkel,
[* 24] den die Schwingungsrichtung mit der Kristallachse bildet, ein andrer
wird. Aus dem Umstand, daß bei der ersten Art zu drehen
[* 20]
(Fig. 5) die Helligkeit keine Änderung
erfuhr, dürfen wir daher schließen, daß in diesem Fall die Richtung der Kristallachse in Bezug auf die
Schwingungen dieselbe blieb, mochte nun die Platte in der Stellung abcd oder in der Stellung a'b'c'd' sich befinden. Die Richtung
der Schwingungen kann sonach keine andre sein als diejenige der Kristallachse fg, welche in diesem Fall als Drehungsachse diente.
Die Schwingungsebene des aus der Turmalinplatte austretenden polarisierten Strahls ist demnach zur Kri-