Die Sonnenstrahlen, in paralleler
Richtung auf die
Linse
[* 2] L treffend, werden durch dieselbe zu einem Lichtkegel zusammengefaßt,
der in einem (Penarmontschen) Kalkspatprisma K
Doppelbrechung
[* 3] erleidet. Der seitwärts gewöhnlich gebrochene Strahlenkegel
geht durch eine Öffnung inmitten einer Metallplatte S weiter, während der seitwärts abgelenkte, außergewöhnlich gebrochene
Kegel durch eben diese Metallplatte aufgefangen wird. Die zu beobachtende Kristallplatte bringt man
nach P, wenn man sie konvergierendem, nach P', wenn man sie nahezu parallelem
Licht
[* 4] aussetzen will. Durch die
Linse L' werden
die
Strahlen auf einem
Schirm wieder vereinigt, nachdem sie zuvor durch das als Zerleger dienende
Nicolsche Prisma N hindurchgegangen
sind. Die
SystemeLS und L'N befinden sich je in besondern Messingfassungen, welche längs einer Metallschiene
verschiebbar sind. - Mit
Hilfe eines Nicolschen
Prismas oder noch besser mit
Hilfe des Savartschen
Polariskops erkennt man, daß
das
Licht des klaren Himmelsgewölbes polarisiert ist und zwar derart, daß seine
Schwingungen senkrecht sind zu der
Ebene, welche man sich durch den betrachteten
Punkt des
Himmels, durch das
Auge
[* 5] des Beobachters und die
Sonne
[* 6] gelegt denkt.
Ist der betrachtet
Punkt ein Himmelspol, so fällt diese
Ebene zusammen mit dem jeweiligen
Stundenkreis der
Sonne. Darauf gründet
sich die zuerst von
Wheatstone angegebene
Polaruhr, von welcher eine Form in
[* 1]
Fig. 8 (Tafel) dargestellt
ist. In der
Hülse
[* 7] d, welche das Zifferblatt fgh trägt, ist ein Savartsches
Polariskop cab drehbar; der an demselben befestigte
Zeiger ist so gestellt, daß er in die Schwingungsebene des Okularnicols c fällt. Dreht man nun das
Polariskop, nachdem dasselbe
mit
Hilfe des Teilkreises lm nach dem Himmelspol gerichtet worden, so lange, bis der mittlere Interferenzstreifen
möglichst intensiv schwarz erscheint, so kommt der Zeiger in die
Ebene des
Stundenkreises der
Sonne zu liegen und gibt auf
dem Zifferblatt die
Stunde an. Die
Polarisation des
[* 8] Himmelslichts ist ein besonderer
Fall der allgemeinen
Thatsache, daß feine,
in der
Luft oder in
Flüssigkeiten schwebende Körperteilchen die Fähigkeit besitzen, das nach seitwärts
zerstreute
Licht teilweise zu polarisieren. - Die durch einen Polarisationsapparat
[* 9] bei beliebiger
Einstellung wahrgenommene
Helligkeit ist proportional dem
Quadrat des
Kosinus des
Winkels, welchen die Schwingungsebenen des
Polarisators und des
Polariskops
miteinander bilden. Auf diesen
Satz gründen sich die Polarisationsphotometer (s.
Photometrie,
[* 10] S. 27).
Apparate für
Zirkularpolarisation
[* 11] (Saccharometer und
Polaristrobometer), s. d.;
Achsenwinkelapparat, s.
Polarisation, S. 164.
Mikroskop,
[* 12] bei welchem das
Objekt mit polarisiertem
Licht beleuchtet wird. Es besitzt zwei Nicolsche
Prismen, von denen das eine unter dem Objekttisch, das andre dicht über dem
Okular oder in der Okularröhre
befestigt ist. Mit
Hilfe dieser Vorrichtung kann man noch an Kristallsplittern bestimmen, ob sie dem regulären
System angehören
oder nicht, denn nur die letztern zeigen die
Erscheinungen der doppelten
Brechung.
[* 13] Die dabei auftretende
Farben enthüllen zugleich
sehr oft
Details, welche ohne Polarisationsvorrichtung unentdeckt bleiben. Dies gilt besonders auch für
organische Gebilde, von denen die meisten, z. B. Seidenfäden,
Walrat,
Haare,
[* 14]
Pergament,
Knorpel,
[* 15]
Stärkemehl etc., die
Erscheinungen
der chromatischen
Polarisation zeigen und gerade dadurch einen Einblick in ihre
Struktur gestatten.
Vgl.
Valentin, Die Untersuchung
der
Pflanzen- und der Tiergewebe in polarisiertem
Licht (Leipz. 1861).
(Circuli polares), auf der Himmelskugel zwei um die
Schiefe
[* 18] der
Ekliptik oder 23½° von den Weltpolen,
also um 66 ⅔° vom Himmelsäquator, abstehende
Kreise,
[* 19] welche bei der täglichen
Rotation der Himmelskugel von den
Polen der
Ekliptik beschrieben werden. Man bezeichnet den den
Nordpol umgebenden als den nördlichen (circulus arcticus),
den andern als den südlichen (circulus antarcticus). Ebenso nennt man auf der
Erde die beiden
Parallelkreise von 66½° nördl.
und südl.
Br. Polarkreise. Diese beiden
Kreise, von denen der eine der nördliche, der andre der südliche Polarkreis genannt wird,
schließen die beiden kalten oder
Polarzonen ein, die nördliche oder arktische und die südliche oder
antarktische.
Wenn die
Erde keine
Atmosphäre hätte, welche das
Licht bricht, so würden die Polarkreise diejenigen Gegenden der
Erde, in denen während
des ganzen
JahrsTag undNacht binnen 24
Stunden wechseln, von denjenigen trennen, wo dieser
Wechsel nicht
während des ganzen
Jahrs stattfindet. Am nördlichen Polarkreis würde man 21. Juni, an dem südlichen 21. Dez. die
Sonne volle 24
Stunden
über dem
Horizont
[* 20] erblicken, nämlich mittags in 47°
Höhe, um
Mitternacht am
Horizont; man würde also einen immerwährenden
Tag von 24
Stunden haben, und für die innerhalb der Polarkreise liegenden Gegenden ist die Dauer des
immerwährenden
Tags, dem ein halbes Jahr später eine gleich lange immerwährende
Nacht entspricht, noch größer (s.
Erde,
S. 745). Die
Strahlenbrechung
[* 21] der
Atmosphäre bewirkt aber, daß die
Sonne von uns noch am
Horizont erblickt wird, wenn sie in
Wirklichkeit bereits 33 Bogenminuten unter demselben steht. Dadurch wird die Dauer des
Tags überhaupt
und somit auch die des immerwährenden
Tags der polaren
Zonen noch verlängert, die Dauer der immerwährenden
Nacht aber verkürzt.
eine Lichterscheinung des
Himmels, welche sich in ihrer
vollsten Pracht in den
Polarländern zeigt, aber auch zuweilen in unsern
Breiten gesehen wird, wie z. B. in den glanzvollen
Erscheinungen des 24. u. u. a.
Je nachdem die Lichterscheinung in den Nordpolar- oder in den
Südpolarländern auftritt, pflegt man sie
mit dem
NamenNordlicht
(Aurora borealis) oder
Südlicht
(Aurora australis,
Australlicht) zu bezeichnen, wofür jetzt der gemeinschaftliche
Name Polarlicht üblich geworden ist. Die Polarlichter treten, je nach Zeit und
Ort, unter sehr verschiedenen
Formen auf; am häufigsten
[* 1]
(Fig. 1 u. 4 der Tafel) bilden
¶
sie einen leuchtenden Bogen
[* 27] am Horizont, dessen unterer Rand schärfer begrenzt zu sein pflegt als der mehr verschwommene obere.
Unter dem Lichtbogen sieht der Himmel
[* 28] schwärzer aus als gewöhnlich, wie eine dunkle Wolke oder Nebelwand in der Gestalt eines
kreisförmigen, vom Horizont begrenzten Segments. Der höchste Punkt des Lichtbogens liegt ziemlich nahe
in der Richtung, nach welcher die Kompaßnadel hinweist, also im magnetischen Meridian. Der Polarlichtbogen ist häufig aus
einzelnen Strahlen zusammengesetzt, welche von seinem untern Rand nach oben hin gerichtet und von verschiedener Länge sind und
oft über den ganzen Bogen hinzuwandern scheinen.
Der Polarlichtbogen steht nicht selten ziemlich hoch am Himmel, und seine Erhebung ist über dem Horizont
von dem Standort des Beobachters abhängig. Manchmal zeigen sich gleichzeitig mehrere Polarlichtbogen übereinander, welche
ihre Form und Stellung am Himmelsgewölbe ziemlich rasch ändern. Zuweilen ist das Polarlicht auch ohne Zusammenhang über einen
größern Teil des Himmels zerstreut. Diese Art der Polarlichter und nicht minder das Licht der Polarlichtbogen
zeigt häufig eine stark flackernde oder flammende Bewegung, indem verschieden gefärbte Strahlen bald hier, bald dort am Himmel
aufleuchten.
Zuweilen erscheinen diese Strahlen wie ein vom Wind bewegtes leuchtendes Band
[* 29] oder eine Lichtwelle
[* 26]
(Fig. 2), zuweilen erfüllt
sich der ganze Himmel oder wenigstens ein Teil desselben mit solchen flammenden Polarlichtstrahlen, welche
in einem Punkte des Himmelsgewölbes zusammenzulaufen scheinen, der nach neuern Untersuchungen in der Richtung der magnetischen
Inklinations-(Neigungs-) Nadel liegt, da, wo das obere Ende derselben hinweist. Dieser Punkt heißt die Krone des Polarlichts.
Man kann daher der Hauptsache nach fünf verschiedene Formen beim Polarlicht unterscheiden, je nachdem dasselbe
1) als heller Bogen 2) in Form eines wogenden Bandes, 3) als Strahlen, 4) als Krone erscheint oder 5) als heller Schein über
den Himmel verbreitet ist. Die Farbe des Polarlichts ist gewöhnlich weißlich oder gelblich; es gibt aber auch rote Polarlichter,
die sehr glänzend werden können, wie z. B. das vom 24. u.
[* 26]
(Fig.
3). Weyprecht, der sich auf der österreichisch-ungarischen arktischen Expedition zwei Jahre lang (1872-74) unter dem Gürtel
[* 30] größter Häufigkeit der Nordlichter befand, teilt über die Farben des Polarlichts mit, daß ihre Reihenfolge die einzige
gesetzmäßige Eigenschaft der Polarlichter war, von welcher niemals eine Ausnahme beobachtet wurde.
Nach seiner Beschreibung ist die normale Farbe weiß mit leichter grünlicher Betonung,
[* 31] bei trübem Wetter
[* 32] schmutzig gelb. Bei
größerer Intensität des Polarlichts tritt Grün und Rot auf, und zwar bildet bei der häufigsten Form, dem breiten Lichtband,
das Rot den untern Saum, dem dann das viel breitere Weiß der Mitte und dann das Grün des obern Saums in
ungefähr gleicher Breite
[* 33] wie das untere Rot folgt. Violett tritt häufig bei den nur geringe Lichtintensität besitzenden Erscheinungen
auf, welche formlosen, schwach leuchtenden Nebeln gleichen.
Das Spektrum des leuchtenden Bogens des Polarlichts besteht nach Angström aus einer einzigen, dem Polarlicht charakteristischen
hellen Linie zwischen den Fraunhoferschen Linien D und E. Außerdem beobachtete Angström noch drei schwache Streifen nach der
FraunhoferschenLinie F zu. Bei dem prachtvollen Polarlicht vom beobachtete Zöllner außer der charakteristischen Linie zwischen
D und E eine rote Linie, doch erschien diese nur an solchen Stellen des Himmels, die auch dem unbewaffneten
Auge
stark gerötet erschienen. Im blauen Teil des Spektrums traten nur zuweilen bandartige Streifen auf.
Über die Höhe der Polarlichter sind die Ansichten der Naturforscher sehr geteilt. Nach Plücker fängt
das elektrische Licht im luftverdünnten Raum an zu verschwinden bei einem Druck von 0,3 mm und ist bei 0,1 mmDruck vollständig
fort. Daraus würde folgen, daß das Polarlicht bis 9 Meilen hoch sein könnte. Nach Waltenhofen tritt das elektrische Licht noch
bei 20,000maliger Verdünnung der Luft auf und könnte deshalb das Polarlicht weit über 10 Meilen oberhalb der Erde vorhanden sein.
Nach andern Beobachtungen tritt das Polarlicht auch in den untern Luftschichten auf, und namentlich ist dieses in den Polargegenden
der Fall, wo z. B. Lemström u. a. das
Polarlicht unterhalb von Berggipfeln und Wolken sowie von Nebeln und leuchtenden Wolken ausgehend beobachtet haben und es deshalb weniger
als 4000 Fuß hoch gewesen sein muß. Aber auch im hohen Norden
[* 40] tritt das Polarlicht in größerer Höhe auf, wie z. B. in Wester-Norrland
am ein prachtvolles Polarlicht mit der Corona
[* 41] borealis nach 11 Uhr
[* 42] abends oberhalb der Cirruswolken,
also in sehr großer Höhe, gesehen wurde.
Daß das Polarlicht einen Einfluß auf den Zustand der untern Luftschichten ausübt, geht daraus hervor, daß der
Himmel beim Auftreten eines starken Polarlichts, zumal wenn die Krone sich zeigt, in ungewöhnlich schneller
Wechselfolge sich bewölkt und wieder aufklärt. Das Verhalten des Polarlichts zu den großen Bewegungen der Atmosphäre, zu
den Winden,
[* 43] den Temperatur- und Luftdruckerscheinungen ist noch nicht genauer untersucht und noch nicht genügend festgestellt.
Bei starken Polarlichtern wollen einzelne Beobachter bisweilen ein eigentümliches knisterndes Geräusch, wie das Rascheln
eines Seidenstoffs, gehört haben, während von andern die Existenz eines Geräusches ausdrücklich geleugnet
wird. In neuester Zeit ist darauf hingewiesen, daß die Entdeckungen von Bleuler und Lehmann in Zürich
[* 44] über »zwangsmäßige Lichtempfindungen
durch Schall
[* 45] und verwandte Erscheinungen« (Leipz. 1881) zur Erklärung des von einzelnen Beobachtern gehörten Geräusches dienen
können. In ähnlicher Weise, wie solche Photismen oder Farbenvorstellungen durch Schall entstehen, werden
nämlich auch bei gewissen Personen zwangsmäßige Schallempfindungen, Phonismen, durch Licht hervorgerufen, und da gleichzeitig
mit jedem
¶