ZESZYT II. L U T Y 1925 ROCZNIK IV.
PRZYRODA 1 TECHNIKA
M IE S IĘ C Z N IK , P O Ś W IĘ C O N Y N A U K O M P R Z Y R O D N IC Z Y M I IC H Z A S T O S O W A N IU , W Y D A W A N Y P R Z E Z P O L . T O W . P R Z Y R O D N IK Ó W IM . M. K O P E R N IK A
A N N A d’A B A N C O U R T .
Wybuch wulkanu KilaueaX
(W ed łu g T. A . Jaggara R . H. F incha i i.).
Z jaw iska w u lk an iczn e uderzały od n a jo d leg lejszych c z a só w u m y sł i w yobraźnię ludzką sw ą grozą i ogrom em . Starożytni w iązali z c z y n nością gór o gn iow ych podania o bogach p o d ziem n ych , z a ś u m y sły , wśród n ich bardziej badaw cze, starały p ozn ać ow e zjaw iska i w y c ią gnąć z n ich o g ó ln iejsze w n ioski. I tak w iem y, że w V w . przed Chr.
E m pedokles, filozof grecki, m ieszk ając u stóp E tn y, obserw ow ał zja
w iska w u lk an iczn e i że on p ie rw sz y p rzyp isał w u lkan izm ow i p ow sta
nie gór i źródeł gorących . P lin ju sz sta rszy przy obserw acji w yb u ch u W ezuw jusza w 79 r. po Chr. p o n ió sł śm ierć, W p ó źn iejszy ch cza sa ch w ielcy geologow ie Leopold B uch, ftle k sa n d er H um boldt, lilie de B eau - mont, L yell, badali w u lk an y i oni to stw orzyli teorje p ow staw ania stożków w u lk an iczn ych .
O becne ob serw acje n ie są d ziełem p rzypadkow ego za in tereso
wania p o szcz eg ó ln y c h w ielk ich ludzi, bo nauka, w id ząc w ielką do
n io sło ść o w y ch badan, zorgan izow ała stacje o b serw a cy jn e na w ielu wulkanach. S tacje te dokładnie zap isują w sz y stk ie zjaw iska, które za chodzą w c z a sie spokoju, a także pełnią sw ą słu żb ę i w c z a s ie w y buchu, niejednokrotnie z narażeniem ży cia ob słu gi. Jedna z takich stacyj, c z y n n y c h w c z a sie w yb u ch ów , znajduje s ię na w y sp a ch haw aj
skich.
W ysp y H aw at cz y li S and w ich , na o cea n ie S pok ojn ym leżą ce, po
siadają w u lk an y M auna Loa (4.168 tń) i K ilauea (1.230 m). S ą to dwa potężne, p łask ie stosu n k ow o stożki, w z n o szą c e się z dna m orskiego około 5.000 m głębokiego, w ięc przyjąć m ożna, ż e w y so k o ść jednego w yn osi 9.168 m, drugiego 6.230.
S z c z y t w ulkanu K ilauea posiada olbrzym i krater, 600 m szeroki, a głęboki 150 m (w ym iary z przed 1924 r.); na d nie jego znajduje się jezioro w ieczn ie gotującej się, rzadkiej law y, zw an e H alem au m au .
_4) Podobnie ja k w zesz. 1, z n ajd u ją się w yrazy obce i term iny naukow e, nieobja- śnione w tekście, w „S łow niczku“, um ieszczonym n a k o ń cu zeszy tu .
4
5 0 Wybuch wulkanu Kilauea.
Law a ta, rozżarzona i p łyn n a, o pow ierzch ni w iec zn ie n iespokojnej, w yrzu ca z sieb ie fontanny do 150 m w górę. Od cz a su do cz a su tw o
rzą się kry z zastyg ającej law y, które jednak poch łan ia i topi rozpa
lona m asa. W yb u ch y obu w u lkan ów odbyw ają s ię zu p ełn ie sw o iśc ie i nie tow a rzyszą im zja w isk a ta
k ie, jakie zach od zą p rzy w y b u ch ach in n y ch w ulkanów , np. de
sz c z e popiołów , huki p odziem n e, ek sp lozje. Jak w yżej w sp o m n ia
no, law a jest rzadka i, gd y w y buch n aslępu je, poprostu pod
chodzi ona do brzegów krateru i przelew a s ię przez nie. Stru
m ień taki sieje w szę d z ie z n is z c z e nie, a jest tern bardziej n ieb ez
p ie czn y , że rzadka b azaltow a la
w a p ły n ie z szy b k o ścią 2 0 —30 km i szy b ciej na godzinę, tak że cz a se m jeźd ziec na koniu n ie zdoła u jść śm ierci. W ybuchow i tow a
rz y sz ą jed yn ie fontanny w kra
terze, w z n o szą c e się w tedy do 150 m, a m iesz k a ń cy o k oliczn ych w si jed yn ie po łun ach bijących Ryc. i'. siciUm^wjk«upu^iiem^utworzona przy z krateru poznają, ż e nastąpił
w y b u ch . P o w y lew ie opada lawa do dawnej sw ej głęb ok ości, a w c z a sie spokoju ulega jej pow ierzchnia tylko cy k liczn y m c z y li ok resow ym w ahaniom , w tym s e n sie , że w przeciągu 9 m ie się c y podn osi się, a n astęp n ie ob niża jej poziom .
Zdarzają się jednak w yb u ch y, p ołączon e z ek sp lozją gazów , w y rzucaniem popiołów i żu żli. Przedostatni odbył się w 1789 r., a ostatni 1924 r. na w iosn ę.
P oziom law y w H alem aum au w y n o sił w sty czn iu 1924 roku 105 stóp, opadł w lutym i m arcu do 370 stóp poniżej brzegów kra
teru. R ó w n o cześn ie p rzyrządy, notujące trzęsien ia ziem i t. zw. se jsm o
grafy, w sk a zy w a ły ciągłe drgania sk oru p y ziem sk iej na w sch ód od
K ilauea, na linji, b iegnącej ku p ó łn o cy aż do w yb rzeża w y sp y .
W kw ietniu w strząśn ien ia n ie u staw ały, le c z o w szem w z m o g ły się tak,
ż e 22. IV w ciągu 24 god zin n aliczon o ich 200. Istniejąca już s z c z e
lina na w sch od n ich stok ach w ulkanu p o w ięk szy ła się i p otw orzyły s ię
n ow e, n isz czą c drogi, a c z ę śc i w yb rzeża m orskiego zap ad ły s ię i utw o-
Wybuch wulkanu Kilauea. 51
r z y ły lagunę, z a ś m orze w targnęło
w głąb lądu i zatopiło la sek palm kokosow ych.
R ów n o cześn ie poziom law y w H alem au m au opadł do 600 stóp, a ścia n y krateru ciągle się r y so w ały i m a sy gruzu s p a d -ły do wnętrza. T em peratura la w y pod
niosła się, a w głębi dało się s ły sze ć jak ieś g łu ch e d ud n ienie i k o
tłowanie. Z początkiem m aja n oto
wania n ieu sta n n y ch trzęsień ziem i
R ye. 18. O d ła m y sk ały , w y rzu co n e w cz asie w y b u ch u. i - - w u lk an u .
na w y sp ie w y k a z y w a ły o b ecn o sc
podziem ną law y. 11 maja H alem au m au w e sz ło w fazę w yb u ch u, w y rzu cając z krateru od łam y skał, d och odzące do 400 funtów w agi, na w y so k o ść 200, a lż e jsz e do 2.500 stóp.
S k a ły te sp ad ały na brzegi kra
teru tak gęsto, że 14.Y cała ta c z ę ś ć w ulkanu b yła niem i z a s y pana. R ó w n o cześn ie p o czę ły się w z n o sić w górę ch m u ry gruzu, u su w ającego s ię ze ścia n kr. teru, i z a sy p y w a ć całe otoczen ie.
W ybuch trwał tydzień, d o się g a jąc n a jw y ższ eg o n atężen ia 18.V;
dnia tego p on iósł śm ierć jeden z obserw atorów , zm ia żd żo n y w y rzu con ym w pow ietrze odłam em sk a ln y m . C ią g ły łosk ot pod
z ie m n y to w a r zy szy ł tem u gro ź
nem u w id ow isku , a w atm osferze w tórow ały m u grzm oty, w y w o ła n e przez siln e w yład ow an ia elek try czn e, razem z u le w ą , która za m ien iała chm urę popiołu w stru-
R yc. 19. C h m u ry g ru z u i d ym u, u n o szące się w czasie
m ien ie błota. O gółem n aliczon o
w y b u ch u n ad w u lk an em . f
około 33 siln ie jsz y c h i sła b sz y ch w yb u ch ów . Z iem ia w okół krateru była tak rozżarzona, że w ieczorem św ieciła. K am ien ie w yrzu con e sk ład ały s ię p rzew ażn ie z ciężk ich oliw i- n ow ych skał i gabro, n ie zau w ażono z a ś bom b, t. j. za sty g ły c h buł law y, ani rozp rószon ych kropli law y. O koło 21 m aja w yb u ch zaczą ł p rzy cich ać;
4*
5 2 Wybuch wulkanu Kilauea.
jedn ego w ieczoru sp ostrzeżon o p łom ien ie, b uchające z głębi krateru, co św ia d czy ło , że palą się tam gazy , a w n astęp n y ch dniach za m ia st k łę bów gruzu u n osiła się biała para. D n ia 2 4 .V ostatnia ek sp lozja w n io sła słup gruzu na 6.000 stóp, n astąp iło parę detonacyj i na tern sk o ń c z y ł się w yb u ch .
T rzęsien ia ziem i trw ały dalej, 20 — 60 d zien n ie. Krater p rzedsta
w iał się ob ecn ie jak szeroki kocioł 3.400 stóp długi, 3.000 szerok i, 1.330 stóp głęboki. U dna krateru w id niało 10— 15 szc zelin , n ap ełn io n y ch law ą, in n e zn ów sz c z e lin y d y m iły parą. W okół krateru, po zew n ętrz
nej jego stronie, w sz y stk ie s z c z e lin y n ap ełn ion e b y ły błotem , które, sch n ą c na słoń cu , pękało.
C ała okolica w ulkanu pokryła s ię w arstw ą popiołu w u lk a n iczn e
go gru b ości zm ien n ej, d och odzą
cej 8 cali, która w n iektórych m iej
sca c h przyw arła do przedm iotów jak cem ent. O bliczają, że popiołu spadło 4 t na 1 akr.'
Jak z op isu w idać, w yb u ch z 1924 r. b y ł cz y sto ek sp lo z y jn y m ; law a nietylko że się nie w ylała, ale opadła w porów naniu ze stan em z przed w yb u ch u, a krater zn a czn ie się rozszerzył.
T ak ie ek sp lozy jn e w y b u ch y charakteryzują c z y n n o ść w ulkanu Strom boli na w y sp a ch L iparyjskich koło S y c y lji, z tą różnicą jednak, że nie są p ołączon e z trzęsien iem ziem i. Z achodzą on e w bardzo m a
ły c h odstępach cz a su , n iem al rytm iczn ie, co 9 —45 m inut. O kres c z a su , d zielą cy od sieb ie dwa w yb u ch y , jest z a le ż n y od c iśn ie n ia atm osfery, m ian ow icie przy z n iż c e barom etrycznej p rzerw y stają s ię krótsze. Co pew ien w ięc okres cz a su law a w kraterze w zd ym a się jak pęch erz, w yrzu ca z e sieb ie żu żle i bom by, nad kraterem tw orzy s ię łuna og n i
sta, w id oczn a dobrze w n o cy . B om b y i żu żle wpadają do krateru zpow rotem , law a opada i na ch w ilę zap an ow u je spokój aż do n a stęp n ego w yb u ch u.
Jak ju ż zazn aczon o, rozm aici u czen i interesow ali się zjaw iskiem w u lkan izm u . U d erzyła ich p rzed ew szystk iem budow a stożkow a, chara
k tery sty czn a dla w sz y stk ic h w ulkanów . W ielcy g eolo g o w ie z początku ubiegłego stu lecia p rzyp u szczali, że stożek w u lk a n iczn y utw orzył s ię ze w zdęcia się i p od n iesien ia w arstw sk oru py ziem sk iej pod w p ły w em d ziałania law i gazów . Jednak badania ostatnich 50 lat w y k a za ły , ż e
R y c. 20, G ru z i p o p ió ł w u lk an icz n y , p o k ry w ając y o k o licą w u lk a n u .
W ybuch wulkanu Kilauea. 5 3
stożki w u lk an iczn e utw orzone są z m aterjału zu p etn ie od m ien nego, niż otaczające w arstw y ziem i, a m ian o w icie z żu żli, p opiołów w u lk a n icz
nych, przetkanych strum ieniam i law y. W zw iązku z tern L yell (czyt.
Lajl) i S crop e p ostaw ili inn ą teorję p ow staw an ia gór w u lk a n iczn y ch , a m ian ow icie: stożek u sy p u je sam w ulkan z m aterjału w yrzu con eg o w c z a sie w yb u ch u. Jednak ostatnie c z a s y p r z y n io sły n ow e sp o strze- nia w górach A m ery k i pn. i pd., które w sk azu ją na to, że c z a sam i law a m o że p od n ieść otaczające ją zgó ry w arstw y sk oru py ziem skiej.
W iadom em jest p ow szech n ie, że law a to n ic inn ego, jak sk a ły , stopione pod w p ły w em w ysok iej tem peratury, panującej w e w nętrzu ziem i. L aw ę, m ającą sw e sied lisk o pod skorupą ziem i, n a zy w a m y ina
czej m agm ą. G ru bość sk oru p y ziem sk iej obliczają u czen i na parę- set km. Jeden z geologów n iem ieck ich , Stiibel, wątpiąc, c z y law a m o głaby rozerw ać tak gru b y pancerz sk ał, p rzyp u ścił, że law a n ie po
chodzi z owej w e w nętrzu ziem i znajdującej się strefy m ag m y, ale z ogn isk m a g m a ty czn y ch , ro zsia n y ch w sk oru pie ziem sk iej i od d zie
lonych od sieb ie. Zatem k ażd y w ulkan m iałb y od dzielne o gn isk o za silające. T eorja ta spotkała s ię z w ielk iem u zn an iem , g d y ż tłu m aczyła zjaw isko, trudne do zrozu m ien ia. D aw n o już b ow iem zau w ażon o, że lawy rozm aitych w u lkan ów posiadają ró żn y skład ch em ic zn y . Jedne z nich m ia ły przew agę dw utlenku k rzem u 1) ( 5 / 0 2, 6 0 —80 %) i ortoklazu czy li sk a len ia ; są to la w y g ęste i tworzą takie sk a ły , jak trachity, lipa- ryty ; nazw an o je law am i k w a śn em i. Inne n atom iast posiadają m ałe ilości 5/0.2, a także am fibole, o liw in y , są rzadkie jak woda lub oliwa, tworzą sk a ły b azaltow e i a n d e z y to w e ; n azw an o je law am i zasad ow em i.
Otóż często sąsiad u jące ze sobą w u lk a n y różnią s ię sk ład em sw y c h law, tak np. Etna i Strom boli m ają la w y za sad ow e, V u lca n o la w ę kw a
śną. G dy p rzy jm iem y jedno w sp ó ln e ogn isk o m agm atyczn e, p ow staje trudność w ytłu m aczen ia rozm aitości składu tych law , natom iast teorja Stiibla rozw iązu je tę trudność. A le n ie k on iec na tern: c z y n n o ść jedn ego wulkanu n ie jest za leżn a od drugiego, są sied n ieg o . G dy K ilauea w y bucha, M auna Loa okazuje zu p ełn y spokój, i to zjaw isk o da s ię też w ytłu m aczyć zróżn icow an iem ogn isk , a tak że i ten fakt, iż stopień geoterm iczn y jest n ie zw y k le m a ły w ok olicach w u lk an iczn ych . G dyby lawa m iała sw e sied lisk o w e w nętrzu ziem i, w tedy n ie m ogłab y w p ły nąć na rozgrzanie s ię p ow ierzch ow n ych c z ę ś c i sk oru p y ziem sk iej.
R o z m ieszc zen ie w u lkan ów na kuli ziem sk iej przedstaw ia się n a stępująco:
*) C hem icznie id en ty czn y z piaskiem .
5 4 W ybuch wulkanu Kilauea.
W ybrzeża oc. In d y jsk . W ybrzeża oc. Spo
P ółk ula południow a
„ północna
i A tlantyckiego
17 77 94
kojnego
336 139 197
Z p o w y ższe g o zestaw ien ia w yn ika, ż e : 1) W ulkany w ystęp u ją stre
fowo, i tak jedna strefa obejm uje w yb rzeża ocean u S p ok ojn ego, z a ś nika, obejm uje w yb rzeża ocean u A tlan tyck iego i In d yjsk iego. 2) W ul
k a n y w p rzew ażnej sw ej c z ę śc i, bo w 80% , znajdują się nad b rzegam i P acyfik u , z a ś p rzeszło 60% w u lkan ów ro z sia n y ch jest na półkuli pół
n ocnej. 3) W ulkany w ystęp u ją w pobliżu m orza, a tylko w yjątk ów » znajdują się w głębi lądu, jak np. afrykański w ulkan K irunga, odda
lo n y od w y b rzeży m orskich o 1.000 km. 4) W u lk an y z w y k ły ciąg n ą ć s ię w zdłuż p ew n ych linij. M ogą te lin je przybrać k ształt girland, jak to w idać na w sch od n ich w yb rzeżach A z ji. K am czatka, K uryle, Japonja, F ilip in y i t. d., to p o szcz eg ó ln e c z ę śc i w ień ca w u lk an iczn ego.
Z nam ienn em jest, że n ajw ięk sze g łęb ok ości w o cea n ie S pok oj
n y m ro z m ieściły się w zdłu ż ow y ch w ień có w w y sp . I tak rów T u sc a - rora, 8.500 ni głęboki, w y stęp u je w pobliżu Japonji, n a jw ięk sza głębia ziem i, rów M indanao 9.788 m, ciągn ie s ię w zdłu ż F ilipin, rów K erm a- dek, 9.427 m głęboki, w zd łu ż w y sp T onga. T o sam o da s ię za u w a ż y ć w zdłu ż w u lk a n iczn y ch w y b rzeży A m eryk i.
B udow a g eolo g iczn a tych ob szarów od zn acza się tern, że w zd łu ż linij ow y ch rowów, a także i ró w n olegle do nich, w głębi lądu p rze
biegają uskoki. W ielkie różn ice w y so k o śc i, jak i strefy u sk ok ó w p ozw a
lają p rzy p u szcza ć, ż e w tych m iejsca ch skorupa ziem sk a m a budow ę lu źn iejszą, n iż w ob szarach o w arstw ach spokojnie leżą c y ch , n ie z a k łó c o n y c h żad n ym ruchem . U czen i p rzyp u szczają, że n ie za sty g n ięta law a w nętrza ziem i w yk orzystu je ow e słab e m iejsca sk oru p y z ie m skiej i w yd ob yw a s ię na p ow ierzch n ię poprzez w u lkan y.
H istorja ziem i u czy , że c z y n n o ść w u lk an iczn a n ie od zn acza się jed n ostajn ością, p rzeciw n ie, ch arak terystyczn ą jej cech ą je st w zm o
żen ie się w p ew n ych ok resach, a zan ik an ie w in n ych . O kresam i w zm o żonej c z y n n o śc i w u lkan iczn ej b y ły epoka sy lu ru i dew onu, karbonu i perm u, a ostatnio trzeciorzędu. E poki te od zn a cza ły s ię rów nież tern, że w ó w c za s p ow staw ały w ielk ie górotw ory, a w ięc, id ąc w porządku h i
sto ry czn y m , kaledoń sk i, h erc y ń sk i i m łode góry fałdow e; ła ń c u c h y od A lp , po H im alaje i w z d łu ż zach. w y b rz eży obu A m ery k . Jest to rów n ież zn a m ien n y fakt, p odk reślający trafność sp ostrzeżen ia, że w u lka
n izm pozostaje w zw iązku ze strefam i, w których rów now aga skorupy ziem sk iej została zachw ian a.
druga, w kierunku p op rzeczn ym do niej, trzym ając s ię p rzew ażn ie rów -
O widmach pierwiastków chem icznych. 5 5
Oto jest ow oc w ysiłk u m y śli ludzkiej, która od w iek ów dąży do rozw iązania p rzed ziw n ych zagadek, p isa n ych w k sięd ze przyrody. W iele je sz c z e w tej d zied zin ie jest do zrobienia, bo sp rze czn o ści i n ie ja sn o ści n ie brak, ale n iesp ok ojn y i tw órczy duch ludzki stoi na straży, g o tów w yd rzeć za zd rośn ie strzeżoną w ielką tajem n icę P raw dy!
Źródło: R m erican Journal oi S cien ce. 1924.
W IE S Ł A W G O R ZE C H O W SK I.
O widmach pierw iastków chemicznych.
Z fizyki elem entarnej w iem y , źe św iatło sło n e c z n e składa się z bar
dzo w ielu barw (tęcza). P rzek on ać s ię o tern m o żem y , rzucając w ą sk ie pasm o św iatła sło n e czn eg o (np. przez podłużną w ąsk ą sz c z e lin ę w za- słoniętem oknie) na p ryzm at szk la n y lub k w arcow y (ryc. 21). P asm o św iatła u leg n ie po p rzejściu przez
pryzm at od ch ylen iu i, jak m ów im y, rozszczep ien iu . O trzym am y b o w iem , zam iast jedn ego p asm a bia
łego św iatła sło n e czn eg o , śliczn ą różnobarw ną w stęgę. M ech anizm tego zjaw isk a w y tłu m a c zy ć m o ż e
m y sob ie bardzo ła tw o: św iatło sło n eczn e składa s ię jak w sp o m n ie liśm y, z bardzo w ielu barw, a p ry
zm at od ch yli każdą barw ę inaczej, a w ięc najsłabiej od ch ylon ą b ę
dzie barwa czerw on a, n ajsiln iej fioł
kowa, a pośrodku znajdą się inn e barwy, które w id zim y w t ę c z y *).
M am y w ięc, w sk utek tego n iejed n akow ego od ch ylen ia pryzm atu, z a m iast jednego pasm a bardzo w iele p asm (t. j. obrazów sz c z e lin y ), o róż
n ych barwach, które c z ę śc io w o n aw et nakładają się na sieb ie i dają barwną w stęg ę. Ś w iatło sło n e czn e m oże b y ć zatem przez pryzm at roz
łożon e c z y li ro zszczep io n e na sw o je składniki. W stęgę barw ną n a z y w am y — w i d m e m ciągłem .
Podobne w idm o ciągłe otrzym am y rów nież, jeżeli ogrzew ać b ęd ziem y każde ciało stałe do w y so k iej tem peratury (np. drucik w żarów ce).
P am iętać jednak m u sim y , że w idm o, jakie o trzym a m y p rzez ro z
szc zep ien ie prom ieni sło n e czn y ch przez pryzm at, n ie ogranicza s ię do
H yc. 21. Z a ła m a n ie i ro z s z c z e p ie n ie w ią z k i ś w iatła p rz e z p ry z m a t. C — o z n a c z a b a rw ę c z e rw o n ą , Z — z ie
lo n ą , / — fiołkow ą.
*) O d ró żn iam y 7 zasad n iczy ch b a rw : czerw oną, p om arańczow ą, żółtą, zieloną, nie
bieską, błękitną i liołkow ą.
5 6 O widmach pierwiastków chem icznych.
c z ę śc i w id zialnej, le c z rozciąga się daleko ponad p rom ienie fio łk o w e (prom ienie nadfiołkow e lub ch em iczn e) i daleko poniżej prom ieni cz er
w on y ch (prom ienie podczerw one lub cieplne). D łu g o ść w stęgi jest w ięc bez porów nania w ięk sza.
Z up ełn ie in n e w idm o otrzym am y, gd y ro z szcz ep im y w ią zk ę św iatła św iec ą ceg o pierw iastka gazow ego (np. helu), albo pary ja k ieg oś pier
w iastka p łyn n ego (np. rtęć) lub stałego (np. żelazo).
Ś w iatło lam p y rtęciow ej (kw arcow ej), u żyw an ej przez lek a rzy do n aśw ietlan ia, n ie daje już w idm a ciągłego. W idm o św iecącej w tej lam -
Barwy; czerwona żółta zielona niebieska fjołkowa nadfjołkowa
Ha
H ,s Hs
7000
długość Fali:
6000 5000 4000 3646 i v A ‘
i A = Wa cm.
R yc. 22. C zęść w id m a lin jo w e g o a to m u w o d o ru .
pie pary rtęci składa s ię w cz ę śc i w idzialnej i nadfiołkowej z paruset linij, rozd zielon ych od sieb ie przestrzeniam i ciem n em i. W za k resie w i
d zialn ym n ajw yraźn iejsze będą linje: żółta, zielon a, n ieb iesk a i fioł
kowa, zatem św iatło lam p y kw arcow ej składa s ię głów n ie z tych barw.
zielona niebieska ,błękitna Fjolkowa nadfiofkowa
R yc. 23. C zęść w id m a p asm o w eg o c z ą s te c z k i a z o tu .
W idm o, sk ład ające się z od d zieln ych linij, rn a zy w a m y l i n j o w e m . P od ob n ie wodór św ie c ą c y , np. w rurkach G eisslera , daje kilka w y raźn ych linij b a r w n y c h 1) (ryc. 22) i w iele linij w cz ę śc i nadfiołkowej (n iew id zialne), flz o t w tych w arunkach daje bardzo w iele linij (ryc. 23), które są u łożon e w grupy. K ażda grupa linij za c zy n a s ię od silnej linji i słab n ie pow oli — je st to pasm o. R w idm o takie n a zy w a m y p a s m o w e m . O gólnie p o w iem y : św ie c ą c e g a z y lub pary dają w idm o lirijowe lub pasm ow e.
W idm o linjow e otrzym am y p rzy pierw iastkach, których czą steczk i składają się z jednego atomu (pary m etali i g a z y szla ch etn e), w idm o p asm ow e w gazach w ieloatom ow ych (tlen, azot i t. d.).
l) Ryc. 22 p rzedstaw ia nam t. zw. serjg B alm era. W idzialne są tu tylko 4 linje:
czerw o n a H a , zielona Hf), błękitna H y i łiołkow a Hó.
O widmach pierwiastków chem icznych. 5 7
O b ecn o ść Iinij obok p asm w sk azu je, że w gazie św ie c ą c y m istnieją oddzielne atom y i złożon e (przynajm niej dw uatom ow e) c z ą s te c z k i1);
badania bow iem w yk azały, że atom y pierw iastków , znajdując się od
dzielnie, w y sy ła ją widm o linjow e, gd y z a ś atom y tworzą czą steczk i (np. dwa atom y azotu tworzą cz ą stec zk ę azotu iV2), w idm o będzie pa
sm ow e.
Z jaw iska ro zszczep ian ia św iatła zn an e b y ły od bardzo daw n ych czasów (N ew ton — X V II w.), lecz dopiero n a le ż y ty rozwój tej d zie
dziny fizyki datuje się od cza só w badan K irchhoff’a i B u n se n ’a (1859 r.).
Ci dwaj u czen i zw rócili u w agę na widm a linjow e i stw ierdzili, że linje i p asm a są różne dla każdego pierw iastka ch em iczn eg o (w sta nie pary lub gazu) i ch arak terystyczn e dla tego pierw iastka. S p o strze
żenie to stało się podstaw ą dla t. zw. a n a lizy w idm ow ej.
Z rozum iałą jest rzeczą, że u m y sł ludzki n ie m ógł się zad ow olić tylko stw ierd zen iem tych faktów, lecz starał s ię rozw iązać pytania:
1) Jaki zachod zi zw iązek m ięd zy p o szczeg ó ln em i linjam i w id m a? 2) Jaki jest m ech an izm zjaw iska p ow staw ania w id m ?
P ierw sze p ytan ie rozw iązał w drobnej c z ę ś c i ju ż w roku 1885 B al- mer, n a u c zy ciel sz k o ły średniej w B a zy lei. N a podstaw ie kalkulacyj rachunkow ych stw ierd ził on, ż e m ięd zy niektórem i linjam i wodoru (ryc. 22) istn ieje zw iązek , który da się ująć prostym w zorem m atem a
tyczn ym : 4 - = . v — R ^ gd zie l — ozn acza d łu g o ść fali św ietl
nej lub nadfiołkowej, v ozn acza c z ę sto ś ć drgań fali (v = Vź), R — stała liczba, n —- sze reg liczb całk ow itych : 3, 4, 5, 6... P odstaw iając we wzorze n = 3, otrzym am y p ierw szą linję (czerw oną) Ha, n = 4 — drugą linję (zieloną) ///? i t. d.
W zór B alm era uzu pełn ili i u ogóln ili na widm a linjow e in n ych pier
wiastków R ydberg (1890), a głów n ie Ritz (1908 r.). W ykazali oni przy- tem, że widm o linjow e składa się z seryj, a każda seria linij da się określić w zorem , podobnym do wzoru B alm er’a.
D ru gie p ytan ie b yło jednak trudniejsze do rozw iązania, p on ie
waż w iad om ości ó w c zesn e o w ew nętrznej budow ie atom u b y ły bar dzo sk ąpe i n ieok reślon e. W yobrażano sob ie w ó w cza s (k on iec X IX w.) atom, lub czą steczk ę gazu, jako k u leczk ę idealnie sp rężystą , która po
rusza się w m a sie gazu z w ielką prędkością, a u legając cią głym zde
rzeniom z otaczającem i k uleczk am i, odbija s ię i zak reśla linję fanta
styczn ie połam aną.
O dkrycie elektronów (C r o o k e s2) 1879 r.) i stw ierd zen ie ich elek trycz
N p. w odór ma pasm a w części holkow ej i nadtiołkow ej.
2) C z y ta j: K ruks.
5 8 O widmach pierwiastków chem icznych.
nej i m aterjalnej natury (J. J. T h om son , 1897 r.) dawało już w ięk sze pole do n au k ow ych sp e k u la c y j; le c z ch ociaż różne h ip otezy tłu m a czy ły zjaw isk o p ow staw ania w idm a pozornie zadaw alająco, n ie d aw ały jednak podstaw do g łęb szeg o w n ik n ięcia w m ech an izm zjaw iska.
W roku 1911 E . R utherford1) stw orzył na podstaw ie sw o ich badań m odel atom u, który ob ecn ie stanow i podstaw ę n ow o czesn ej fizyki ato- m isty czn ej. M odel ten m o ż em y ok reślić krótko: atom składa się z jądra dodatniego, w którem sk up iona jest prawie cała m a sa atom u, i z elek tronów, k rążą cych naokoło tego jądra.
G en ialn a m y śl Rutherford’a w yw arła olbrzym i w p ływ na rozwój n ow o czesn ej fizyk i i, ch ociaż od ch w ili jej p ow stan ia m in ęło zaled w ie lat k ilk an aście, pojęcia n a sze w zrozu m ien iu zja w isk przyrody p osu n ęły się n ie sły c h a n ie naprzód.
W dwa lata później (1913 r.) w ystęp u je d w u dziestoośm ioletn i N ie ls Bohr ze sw oją teorją widm lin jow ych , opierając się na m odelu atomu Rutherford’a.
B ohr staw ia dwa śm ia łe i n iezgod n e z ó w c zesn em i pojęciam i tw ier
dzenia.
Po p ierw sze, że ten sam elektron k rąży ć m oże naokoło jądra ato
m ow ego po różn ych torach, których o d leg łość od jądra jest różna.
Ilo ść i p ołożen ie tych torów jest jednak ś c iś le ok reślon e dla każdego elektronu, a liczba ich jest sk o ń c zen ie w ielka dla każdego atom u. T ory te n a zy w a m y — s t a c j o n a r n e m i . K r ą ż ą c p o t o r a c h s t a c j o n a r n y c h , e l e k t r o n n i e p r o m i e n i u j e .
Po drugie, że do p rzen iesien ia elektronu z jedn ego toru stacjonar
n ego na n astęp n y (dalej od jądra p ołożony) potrzebna jest ś c iś le ok re
ślon a ilo ść energji, t. zw . k w a n t e n e r g j i , t. zn ,, ab y p rzesu n ąć elektron z n iż sz e g o toru (b liższeg o do jądra) na w y ż sz y (d a lszy od jądra), n a le ży w yk on ać pracę, rów now ażną tem u kwantowi energji. P racę taką m oże w y k on ać np. w oln y, p oru szający się szy b k o elektron, u de
rzając w atom gazu, jak to m a m iejsce p rzy w yład ow an iach elek trycz
n ych w gazach rozrzedzonych, i to jest np. p rzy czy n ą św iecen ia gazu w rurce G eisslera . Elektron, p rzen iesio n y na in n y tor stacjonarny, m oże się na nim znajdow ać tylko cz a s bardźo krótki, lecz o k r e ś lo n y 2). Po tym cz a sie wraca na sw ój tor p oczątkow y i, w r a c a j ą c , o d d a j e p o b r a n y k w a n t e n e r g j i . E n e r g j a t a p r o m i e n i u j e z a t o m u 3) w p r z e
’) C zytaj „R ed zelo rd “ .
3) W edług najnow szych obliczeń W ien’a i pr. Pieńkow skiego cz a s ten w ynosi ‘/n ^ se k .
3j
A tom , w którym elektrony nie zn ajd u ją się na to ra c h n o rm aln y ch , nazyw am y atom em w zbudzonym . W zbudzanie atom u m oże się o dbyć rów nież np. p rzez n aśw ietlanie, ogrzew anie i t. d. A tom w zbudzony św ieci, w racając do sta n u norm alnego.
s t r z e ń p o d p o s t a c i ą f a l i e l e k t r o m a g n e t y c z n e j (św ietln ej, nadfiolkowej lub R oentgen ’a). Z achodzi tu przytem ś c is ły zw iązek m a tem atyczn y AEu= h v , gdzie
AE ozn acza kw ant ener-
gji, h — stalą P lan ck a (t.
zw. kw ant działania), v — cz ęsto ść drgań fali. War
tość A E U jest dla każdej p a
ry torów w różn ych pier w iastkach inna i tern tłu m aczy się olbrzym ia róż
norodność linij, bo prze
cież atom y pierw iastków posiadają cz a sem w iele elektronów k rążących , a każdy elektron m a rów nież bardzo dużo torów stacjo
narnych, po których m oże krążyć.
W artość v — V / jest
ch arak terystyczna dla k aż- Ryc' 24' Schcmotycznc T $ “ $ : ' kulordw sUcionarnych dego prom ienia i od jej
w ielk ości za le ż y np. barwa św iatła w w idm ie w id zialnem . N p. siln a zielona linja w w idm ie rtęci ma d łu g o ść fali źl = 5.461 - i 2), cz y li c z ę stość drgań 5 5 . 1013 razy na sek .
Jako przykład dla lep szeg o ob jaśn ien ia teorji B ohra rozpatrzm y pow staw an ie w idm a lin jow ego wodoru (ryc. 24).
W odór składa się z jądra dodatniego (protonu) i jednego elektronu.
W stan ie norm aln ym elektron k rąży po torze 1 -szym i na tym torze ma energję E x. Jeżeli teraz p rze n iesie m y elektron, np. zap om ocą u d e
rzenia szy b k ie g o w oln ego elektronu, na 2-gi tor stacjonarny, to na tym torze elektron będzie już m iał en ergję w ięk szą , np. £ 2 (jak k am ień, podn iesion y np. z 1-go piętra na drugie). Po c z a sie Vio7 sek. elektron wróci na tor n orm aln y (1 -sz y ) i w ted y w przestrzeń w y lec i kwant energji ró w n ow ażn y AEV = E 2 — E i = h v . Odpowiada to linji leżącej w c z ę śc i nadfiołkow ej (p ierw sza linja t. zw . serji L y m a n ’a ) 3).
O widmach pierwiastków chem icznych. 5 9
') W rzeczy w isto ści tory sta c jo n a rn e s ą jedne koliste, inne eliptyczne, o raz układ ich jest bardziej złożony. Ilość torów jest rów nież bez porów nania w iększą.
2) A = 1/io® cm .
3J N a ry c. 22 serje L ym an’a i P a sc h e n ’a nie są w yznaczone. C zyt. „ L a jm a n “.
6 0 O widmach pierwiastków chem icznych.
Jeżeli z a ś p o d n iesiem y elektron na tor stacjonarny 3-ci, to energja jego zn ów będzie w ięk sza E6 (kam ień na 3-cim piętrze) i w tedy po c z a sie Vio7 sek. m oże on w rócić albo na 2-gi, albo na 1 -sz y tor stacjo-
o
narny. P rzy pow rocie na 2-gi tor m a m y linję czerw oną H a (6.563 A) — p ierw sza linja t. zw . serji B alm era. P rzy pow rocie na 1 -sz y tor otrzy
m am y linję nadfiotkową d alszą (druga linja serji L y m a n ’a).
Powrót z 4-tego toru stacjonarnego na 3-ci daje linję w c z ę ś c i pod
czerw onej widm a (p ierw sza linja t. zw . serji P a sc h e n ’a). Powrót z 4-go na 2-gi tor daje drugą li
nję B alm era ///?.(zielo n a —
o
4.861 A), z a ś powrót na 1 -sz y tor daje trzecią linję L y m a n ’a.
Powrót z 5-go toru sta
cjonarnego na 2-gi daje trzecią linję B alm er’a H y (błękitną — 4.341 A) i t. d.
(p ie r w ia s te k s ta ły — m e ta lic z n y ).
O gólnie zatem spadanie elektronów w y ż sz y c h torów stacjonarnych na tor 1 -sz y daje linje serji L ym a n ’a, na tor 2 -g i — serję B alm er’a, na tor 3-ci — serję P a sc h e n ’a.
Pod obn y jest m ech an izm pow staw ania w idm lin jow ych dla in n ych pierw iastków , le c z w obec w ięk szej ilo ści elektronów , k rążących naokoło jądra, zjaw isko jest bardziej złożon e.
D la u zm y sło w ien ia , jak sk om p lik ow an y jest m ech an izm w y sy ła n ia widm a, podajem y m od ele atom u neonu i s o d u 1) (ryc. 25 i 26), na któ
rych są w y zn a c zo n e tylko tory n orm alne elektronów . D op ełn ijm y sob ie w w yobraźni tory stacjonarne dla p o szcz eg ó ln y c h , ch o ćb y tylko z e w n ętrzn ych , t. j. dalej od jądra p ołożo n ych elektronów i p o m y ślm y sob ie, ile to par torów otrzym am y p rzy d ow olnych kom binacjach, to zu p ełn ie zrozum iałą rzeczą stan ie się fakt, że ilo ści linij w w idm ach niektórych p ierw ia stk ó w 2) dochodzą do ty s ię c y , ñ. jednak teorja Bohra p ozw oliła opanow ać nam ten olbrzym i m aterjał, w sk azała źródło energji prom ienistej i ob jaśn iła m ech an izm p ow staw ania w idm linjow ych .
O p ow staw an iu widm cią g ły ch i p a sm ow ych n iew iele dotąd p ew n ego w iem y, lecz niedługi to cz a s, k ied y i ta zagadka zostan ie całk o
w icie rozw iązana.
D la ob jaśn ienia m odeli atom ów (ryc. 25 i 2 6 ) 3) n a le ży dodać, że ry
') L iczby pod ry c. w n aw iasach o z n aczają ilości elektronów k rą ż ą c y c h naokoło jąd ra.2) N eon i sód n ależą do p ro stszy ch pierw iastków , u ran ma np. 92 elektrony.
3j
T rz y elipsy, zam knięte w ew nątrz kola, są rów nież kolam i perspektyw icznie zlożonem i.■ R yc. 25. M odel a to m u n e o n u R yc. 26. M o d el a to m u so d u (p ie rw ia ste k g a r o w y ) .
O zasadniczych jednostkach rachuby czasu. 61
sow anie w sz y stk ic h torów elek tronow ych w p ła sz c z y ź n ie rysu n k u jest tylko u p ro szczen iem . W rz ecz y w isto ści bow iem tory są u łożone w całej przestrzeni naokoło jądra. E lektronom , b liż szy m jądra (dwa m ałe tory w środku), p rzyp isu jem y w y sy ła n ie prom ieni R oen tgen ’a, d a lsze od jądra biorą udział w w y sy ła n iu widm linjow ych .
E lektrony o dłu gich torach (patrz sód, ryc. 26) są to elektrony c h e
m iczne i on e to słu żą do łą cze n ia się atom ów pierw iastków w cz ą stec zk i, stanowią o w artościow ości pierw iastka i t. d.
L IT E R A T U R A . W y d a w n i c t w a p o p u l a r n e : P. K irc h b e rg e r: D ie E ntw icklung der A to m th eo rie, 1922 r.
S. V alentiner: G ru n d lag en der Q u an ten th e o rie — S am m lu n g V iew eg H . 15.
W. G erlach: D ie experim entellen G ru n d lag en der Q uantentheorie. S am m lu n g V iew eg H . 58.
W y d a w n i c t w a n a u k o w e :
S om m erfeld: A to m b au un d Spektrallinien — IV A ullage, 1924. V erlag V iew eg u nd S o h n . N. B o h r: D rei A u lsä tz e ü b er S pektren und A to m b au — 2 A ull. 1924. S am m lu n g V ie
weg H . 56.
A L F R E D S T A C H ) .
0 zasadniczych jednostkach rachuby czasu i o głów nych formach kalendarza.
Podstaw ą rachu b y cz a su są pew ne, pow tarzające s ię p erjodyczn e zjawiska, zach od zące w przyrodzie, lub w y w o ła n e sztu czn ie przez c z ło wieka. D o tego celu m ożna u ż y ć różn ych zjaw isk ok resow ych , np. pe- rjodycznie w iejącego wiatru, zw an ego m on su n em (u N ikobarów ), zja
wiska coroczn ego rozkw itania drzew i dojrzew ania płodów (u m ie s z kańców w y sp m ela n ezyjsk ich ), ok resow ych w y lew ó w rzek (N ilu) u E gip cjan, zjaw isk a dnia i n ocy, faz k się ż y c a , pozornego ruchu gw iazd ze w schodu na zachód, sztu czn ie w yw ołan ego ruchu wahadła i w ielu in n ych . Każde z tych zjaw isk stanow i „zegar“, odm ierzający o d stęp y cza su , któ
rych rów n ość jest p rzy jed n ych zjaw isk ach m ała, p rzy in n y ch bardzo
dokładna. Jest rzeczą o czyw istą, że człow iek p oszu k iw ał za w sz e takich
zjawisk, które dają od stęp y najd okład niejsze i które najłatw iej m ożna
zaobserw ow ać. Już w n ajd aw n iejszych cz a sa ch w ied zian o, ż e zjaw iska,
zachodzące na sk lep ien iu n ieb iesk iem , są bardziej od in n y ch jednostajne,
te zatem najlepiej do rachuby czasu się nadają; za takie też u znała te
zjaw iska nauka d zisiejsza.
6 2 O zasadniczych jednostkach rachuby czasu.
Najbardziej jednostajnem i najdokładniej dającem się ob serw ow ać zjaw isk iem ok resow em jest obrót ziem i dokoła osi. Obrót ten odbyw a s ię z n iezm ien n ą prędkością, skąd w yn ika, że c z a s y k o lejn ych obro
tów są m ięd zy sob ą rów ne. T en w ła śn ie okres obrotu ziem i o kąt p ełn y stan ow i za sad n iczą jednostkę cza su i zw ie się „dobą g w ia zd ow ą“.
O kres ten dzieli się na 24 g o d zin y gw iazdow e, te na 60 m inut g w iaz
d ow ych , te z a ś na 60 sek u nd gw iazd ow ych ; zatem „doba gw iazd o w a “ zaw iera 86.400 sek u nd gw iazd ow ych .
C zyteln ik zapyta, jak zm ie rzy ć okres obrotu ziem i, skoro obrotu tego nie od czu w a m y ; n ieśw iad om zasa d fizyki m ógłb y p o m y śleć, że do w yk on an ia tego pom iaru trzebaby stan ąć g d zieś poza ziem ią i stam tąd ob serw ow ać obrót ziem i. G dyby taka podróż poza ziem ię była k o
n ieczn a, n igd y n ie d o w ied zielib y śm y się n iczego o c z a sie trw ania obrotu ziem i. Z p om ocą p rzychod zi nam zjaw isk o t. zw . pozornego ruchu gw iazd i p ew ien w n io sek z d ośw iad czen ia, który w fizy c e n o si n azw ę za sa d y w z g lęd n o ści ruchów . Z asad y tej form ułow ać n ie ch cę, bo je stem p rzekonany, że zrozu m ie s ię ją bez tego, skoro rozw a ży się n a stęp u jący p rzyk ład: W yobraźm y sob ie obserw atora, stojącego w karu
zeli, której ruch odbyw a się idealnie b ez w strząsó w i szm erów , tak, ażeb y obserw ator w cale obrotu karuzeli n ie od czu w ał; g d y b y teraz obserw ator na ch w ilę zapom niał, że znajduje s ię w ruchom ej karuzeli, to m iałb y w rażen ie, że on sam jest w sp oczyn k u , a przedm ioty poza karuzelą są w ruchu obrotow ym . Ł atw o za u w a ży ć, że obserw ator do
strzegałb y ten pozorny obrót otoczen ia w kierunku p rzeciw n ym , jak kierunek ruchu karuzeli, a nadto, że cz a s trwania (okres) całkow itego pozornego obrotu otoczen ia jest rów ny ok resow i obrotu karuzeli. W nio
sek, do którego dojdzie obserw ator, św iad om ruchu karuzeli, je st ten, że ruch otoczen ia jest dokładnem co do cza su trwania o d zw iercied le
niem ruchu obserwatora, w zgl. karuzeli, i że ruch w zględ n y otoczenia odbyw a s ię w kierunku, p rzeciw n ym ruchow i obserw atora, w zgl. ka
ruzeli. T en w n iosek stanow i w ła śn ie za sa d ę w z g lęd n o ści ruchów . Ta zasad a poucza, że pom iar cz a su trwania całkow itego obrotu karu
zeli m ożna zastąp ić pom iarem c z a su pozornego obrotu otoczenia.
W d a lsz y m ciągu n a sz y c h rozum ow ań porów najm y obracającą się kulę
ziem sk ą z karuzelą, z a ś gw iazd y z przedm iotam i, u m ieszc zo n em i poza
karuzelą, t. j. z otoczen iem tejże. M ając w pam ięci p o w y ż sz y p rzy
kład, łatwo się zrozu m ie, że obserw atorow i, ży ją cem u na ziem i i nie
o d czu w a ją c em u jej ruchu, m u si się zdaw ać, że to o to czen ie ziem i, t. j
gw ia zd y (sk lep ien ie n ieb iesk ie) obracają s ię ; nadto za u w a ż y się, że
skoro n iebo g w iaźd ziste obraca s ię p ozornie ze w sch od u na zachód,
to obrót ziem i m u si s ię od byw ać w kierunku z zachodu na w sch ód
O zasadniczych jednostkach rachuby czasu. 6 3
i że c z a s y trwania rzecz y w isteg o obrotu ziem i i pozornego obrotu gw iaździstego nieba są rów ne. W celu w ym ierzen ia w ięc okresu obrotu ziemi, t. j. doby gw iazdow ej, w y sta r czy zm ierzy ć okres pozornego obrotu sk lep ien ia n ieb iesk iego. Z asada tego pom iaru jest rów nież bar
dzo prosta. P o m y ślm y sob ie nieru ch om o u staw ion ą lunetę, skierow aną na dowolną gw iazdę. Z powodu pozornego ruchu sk lep ien ia n ie b ie skiego ze w sch od u na zachód, gw iazda ta tylko przez pew ien cz a s będzie zn ajd ow ać się w polu w id zen ia lun ety, potem w yjd zie z n iego i pojawi s ię z powrotem w tedy, gd y sk lep ien ie n ieb iesk ie w ykona swój całkowity pozorny obrót. O ile w polu w id zen ia lu n ety ro zep n iem y krzyż z nitek p ajęczych , to cz a s u p ływ ający m ięd zy dw om a kolejno po sobie n astęp u jącem i p rzejściam i tej sam ej gw iazd y przez punkt p rzecię
cia nitek, p rzy n iezm ien ion em p ołożeniu lunety, jest dobą gw iazdow ą.
Czas ten w yraża się w jednostkach, od m ierzan ych p rzez z w y k ły zegar, np. w ah ad łow y, lub przez d ow oln y chronom etr (czasom ierz).
W praktyce u ży w a s ię jednak innej jednostki, zw anej „dobą śred
nią sło n e c z n ą “; doba ta jest d łu ższą od doby gw iazdow ej o 2 3 6 5 5 5 “ (3m56'555") sek u nd gw iazd ow ych , w y n o si zatem 24'1 3"'56 555“ jednostek gw iazdow ych cz a su . O kres ten dzieli s ię na 24 g o d zin y średnie, te na 60 m inut średn ich , te za ś na 60 sek u nd średnich. P o n iew a ż cz a s 24 godzin średnich jest rów n y cza so w i 247‘ 3"'56 555“ . jedn ostek gw ia z
dowych cza su , w ięc każda jednostka średnia je s t. 1*00273 razy d łu ższą od odpow iedniej jednostki gw iazdow ej.
D o ozn aczen ia d łu ższ y ch odstępów cz a su u ży w a się okresów , opar
tych na c z a sie obiegu ziem i dokoła słoń ca i c z a sie obiegu k się ż y c a naokoło ziem i, t. j. roku k się ży co w eg o , opartego na c z a sie obiegu k s ię życa naokoło ziem i i roku zw rotnikow ego sło n e czn eg o , zw iązan ego z czasem ob iegu ziem i naokoło słoń ca. D o ok reślen ia roku k s ię ż y c o wego p o słu ży ło zjaw isk o faz k się ż y c a , jedno z n a jw yb itn iejszych zja
wisk astron om iczn ych , d zięk i czem u k s ię ż y c już na n a jn iż sz y c h sto
pniach kultury od gryw ał dom inującą rolę w rachubie c z a su ; św iad czą o tem przydom ki, jakie mu nadaw ano (np. E gipcjanie n a zyw ali go
„sokha“, t. j. ten, który dzieli cz a s). W iem y że około półtora dnia po nowiu u kazuje się, tuż po zach od zie słoń ca, n isk o po zachodniej stro
nie nieba, p ie rw sz y w ąsk i sierp k się ży ca , zw róco n y stroną w ypukłą
do słoń ca. Sierp ten potem w zrasta aż do pełni, potem , w około 8 dni
po pełni, k s ię ż y c w id oczn y jest zn ow u jako sierp stale s ię zw ężający,
w reszcie zn ika dla oka w b lask ach słoń ca (nów ), by w net u kazać się
znowu jako w ąski sierp po w sch od n iej stronie słoń ca . O kres czasu ,
upływ ający m ięd zy dw om a kolejno po sob ie n astęp u jącem i m o m en
tami p ie rw sz y ch sierp ów lub pełni, zw iem y m iesią cem sy n o d y c zn y m ;
6 4 O zasadniczych jednostkach rachuby czasu.
d łu gość tego okresu w y n o si średnio 2 9 " 12'' 44"' 2'9S lub w dniach 29'53059rfl). O kres ten je st podstaw ą roku k się ży co w eg o , który od za
m ierzchłej starożytn ości b ył i jest sto so w a n y do rachuby cza su . M no
żą c d łu go ść m iesią ca sy n o d y c zn eg o przez 12, otrzym am y t. zw . astro
n om iczn y rok k s ię ż y c o w y o d łu gości 354,36707 dni lub 354'' 8" 48"' 36".
W praktycznej rachubie d łu gość ta n ie m oże b y ć u żyw a n a z powodu n iew ygod n eg o ułam ka dnia; u żyw a się p ew n y ch w artości p rzyb li
żo n y ch tego okresu, które to w artości przyb liżon e n oszą n a zw ę lat k się ż y c o w y c h cy w iln y ch . Rok k s ię ż y c o w y c y w iln y dzieli się na 12 m ie
się c y , których d łu gość m u si b yć zb liżon ą do w artości m iesią ca s y n o d yczn ego, a nadto m u si się w yrażać całkow itą liczb ą dni, poniew aż w praktycznej rachubie m ożna u ży w a ć tylko ok resów ca ło d n io w y ch ; n adw yżk ę 0*53059 dnia m iesią ca sy n o d y c zn eg o u w zględ n ia się w prak
tyczn ej rachubie w ten sp osób, że w prow adza się m iesią ce naprze- m ian 30-sto i 29-ciod n iow e. Rok k s ię ż y c o w y c y w iln y ma tedy s z e ś ć m ie się c y p ełn ych po 30 dni i s z e ś ć m ie się c y po 29 dni, których dłu
g o ść w su m ie w y n o si 354 dni, a w ięc o 0*36707 dnia m niej od dłu
go ści praw dziw ego t. j. astronom iczn ego roku k się ży co w eg o . N ad w yżk a ta, już po 3 latach k się ż y c o w y c h daje p rzeszło 1 dzień, który m usi b y ć w liczo n y jako dzień p rzestęp n y w roku d łu ższ y m o 1 dzień od roku zw y czajn ego, zaw ierającego 354 dni. Jest rzeczą chronologji m a tem atycznej u stalić sp osób w liczan ia dni p rzestęp n y ch ; celem u sta le
nia sposobu w liczan ia przedstaw ia się nadw yżk ę 0*36707 dnia zapo- m ocą coraz to d ok ład n iejszych ułam ków , których w artości są przybli- żon em i w artościam i n adw yżk i 0*36707 dnia. W artość tych ułam ków dla nadw yżki 0*36707 są n astęp u jące:
'2') Łt> ‘8> lT > TS)> f i l i '
U łam ek drugi w sk azu je, że w trzech latach jeden rok m u si b yć p rzestęp n y o 355 d n iach ; ułam ek trzeci f- u w zględ n ia nadw yżk ę 0^36707 dokładniej, i w skazuje, że w k ażd ych ośm iu latach n a leży w łą cz y ć 3 dni przestęp n e (ten ośm ioletn i cy k l w liczan ia jest s to s o w an y u T urków ). Ostatni, n ajd ok ład n iejszy ułam ek fo , w sk a zu je, że w cyk lu 30 lat n a le ży w łą cz y ć 11 dni p rzestęp n ych . P rzy b liżen ie to u ży w a n e jest przez astronom ów arabskich, zatem d łu go ść roku c y w ilnego w rachubie ich w y n o si średnio 3 5 4 dni , a w ięc tylko o 0*00041 dnia m niej od w artości dokładnej.
D łu g o ść roku k się ży co w eg o nie stoi w żad n ym zw iązku z rokiem sło n e czn y m zw rotnikow ym , którego d łu gość w y n o si 365*2422 dni; rok ten zw ie m y też rokiem k s ię ż y c o w y m w oln ym .
') W szystkie w ielkości b ęd ą odtąd podaw ane w jed n o stk ach średnich.
O zasadniczych jednostkach rachuby czasu. 6 5
P o n iew a ż rok k się ż y c o w y jest k rótszy o b lisko 11 dni od roku sło n e czn eg o , przeto początek jego cofa s ię też przez pory roku, które powtarzają się w ok resie roku sło n e czn eg o , a nie roku k się ży co w eg o . Z tego też pow odu kalendarz k s ię ż y c o w y w tej form ie n ie m ógł b y ć u ży w a n y przez te ludy, którym ch od ziło o to, ab y daty św iąt w k alen darzu k się ż y c o w y m p rzyp ad ały ną te sa m e pory roku, a n ie co fa ły się coroczn ie o 11 dni w zględ em pór roku. T o też lud y te d ą ż y ły do zm odyf.k ow an ia kalendarza k się ż y c o w e g o w tym kierunku, aby pew na ilość lat k się ż y c o w y c h b yła rów na tej sam ej ilo ści lat k się ż y c o w y c h zm odyfik ow an ych . R ozum ie się, że m u sian o w ja k iś sp osó b te lata p rzedłużyć, ab y w sp om n ian ą różn icę około 11 dni w y rów n ać. C el ten osiągnięto ju ż w c z e śn ie na W sch od zie, gd zie stw orzono t. zw . rok k s ię ży c o w y „z w ią z a n y “ lub inaczej zw a n y „rokiem lu n iso la rn y m “, t. j. ro
kiem k się ż y c o w o -sło n e c z n y m . D z ie lą c d łu g o ść roku zw rotn ikow ego (365'2422 dni) przez d łu g o ść m iesią ca sy n o d y c z n e g o (2 9‘53059 dni) sp ostrzeżem y, że ten ostatni m ieśc i s ię p rzeszło 12 i | razy, t. j. że w roku s ło n e c z n y m m ie śc i 12 m ie s ię c y sy n o d y c z n y c h i p rzeszło trze
cia c z ę ś ć tego m iesią ca , która to n adw yżk a po trzech latach sło n e c z nych (zw rotn ik ow ych ) w y n o si p rzeszło jeden m iesią c. R b y w ięc pew ną ilość lat k się ż y c o w y c h zrów n ać z tą sam ą ilo ścią lat sło n e czn y ch , m u sim y w cy k lu co kilka lat lic z y ć lata k się ż y c o w e p rzestęp n e, za w ierające trzyn asty m iesiąc.
W ten sp osób z m ie n io n y rok k się ż y c o w y otrzym ał n azw ę roku k się ży co w o -sło n e czn eg o .
Z apytujem y teraz, jak w lic z a ć te lata p rzestęp n e. W tym celu po
dzielim y dokładnie d łu g o ść roku sło n e czn eg o zw rotnikow ego 3 65 ’2 4 2 2 d n i przez d łu g o ść m iesią ca s y n o d y c z n e g o 29'53059; z d zielen ia otrzym am y liczbę 12 368268. P rzed staw iając n ad w yżk ę 0'368268 w p ostaci coraz to d ok ład n iejszych ułam ków p rzyb liżon ych , o trzy m a m y u ła m k i:
U łam ek d o ść dokładny, w sk azu je, że w ciągu 19 lat s ło n e c z nych n ad w yżk a 0 ‘368268 u rośn ie do w artości 7 m ie się c y , że w ięc w cyklu 19 lat n a le ży u m ie śc ić 7 lat k się ż y c o w y c h p rzestęp n ych , z a w ierających 13 m ie się c y . P rzy takiem w łącza n iu m a m y w cy k lu 19 lat 7 lat o 13 m iesią ca ch i 12 lat o 12 m iesiącach , t. j. razem 235 m ie
sięcy, których d łu g o ść w y n o si 6939 6884 dni, a w ięc o 0 ’0866 dnia
mniej, n iż d łu g o ść 19 lat sło n e c z n y c h zw rotn ikow ych. P o w y ż s z y sto
sunek 235 m ie się c y sy n o d y c z n y c h do 19 lat zw rotn ikow ych podan y
został przez M etona około roku 432 przed Chr. dla kalendarza ateń
skiego; ok res cz a su 19 lat n o si n azw ę cyk lu M etona. Z azn aczam , że
po k ażd ym cy k lu M etona, t. j. po u p ły w ie 19 lat, fa zy k się ż y c a , t. j.
kw adry, n ow ie i p ełn ie, w ypadają zn ow u na te sa m e daty w k alend a
rzu sło n e czn y m . O m ów ion e pow yżej lata k s ię ż y c o w e m ają w ielk ie za stosow an ie w kalendarzach n iektórych ludów w sch od n ich .
O w iele sz e r s z e zasto so w a n ie znajduje rachuba sło n e czn a . Za pod
sta w ę s łu ż y rok zw rotn ikow y, którego d łu g o ść w edle H a n se n a (dla roku 1800) w y n o si 365'2422 dni, cz y li 365 dni 57' 48"'46 4 3 \ D łu g o ść u ży w a n eg o roku cy w iln eg o w y n o si 365 dni, jest on zatem o 0 v 4 2 2 dnia k rótszy od roku zw rotnikow ego. N a d w y żk ę 0 ‘2422 dnia w y ró w nuję się p rzez w p row adzenie lat p rzestęp n ych o 366 dniach. A b y do
w ied zieć się, w jaki sp osób n a le ż y w prow adzać lata p rzestęp n e, przed
staw iam y n ad w yżk ę 0 ‘2 ł2 2 dnia w postaci n astęp u jących ułam ków , których w artości są p rzyb liżon em i w artościam i n adw yżk i 0 ’2422:
i ) T5SSł ~T2S> f r r - >
u łam ek p ie rw sz y w sk azu je, że w czterech latach n a le ży jeden rok li
c z y ć jako p rzestęp n y o 366 dniach. P rzy b liżen ie to bardzo n ied o k ładne zostało przyjęte w kalendarzu ju ljań skim , w prow ad zon ym przez C. I. C aesara za jego trzeciego k onsu latu w r. 46 przed Chr.; śred- dnia d łu g o ść roku ju ljaósk iego w y n o si 365 dni i ^ dnia, a w ięc o 0-007796 dnia, c z y li l l m4 * z a dużo. B łąd ten w zró sł z koncern X V I w iek u do w artości około 10 dni, co w yw o ła ło reform ę k a len d a rza przez p apieża G rzegorza XIII i w p row ad zenie n ow eg o kalendarza, t. zw . gregorjań sk iego, w r. 1582. W tym roku u w zględ n ion o też błąd 10 dni w ten sp osób, że p rzesk oczon o w październiku 10 dat, prze
ch od ząc z daty 4 października do daty 15 października. D la p o le p sz e
nia rachu b y cza su przyjęto, że b y co czw arty rok b y ł rokiem prze
stęp n ym , jak w kalendarzu ju ljań skim , z w yjątkiem tych lat sek u lar- n y ch (t. j. lat, które na m iejscu jedn ostek i d ziesiątek m ają zera, np. r. 19C0), które n ie są p odzielne p rzez 400. N p. lata 1700, 1800,
19JO, 2100, 2200, 2300 są p rzestęp n em i w kalendarzu ju ljań skim , le c z n ie są p rzestęp n em i w kalendarzu gregorjańskim , gd y ż n ie są p odzielne p rzez 400. N atom iast lata sek u larne 1600, 2000, 2400 są p rzestęp n e w obu k alendarzach, bo są p cd zieln e przez 400.
W ten sp osób w 400 latach w kalendarzu gregorjańskim lic z y się o 3 dni m niej, n iż w kalendarzu ju lja ń sk im ; średn ia d łu g o ść roku gregorjańskiego w y n o si zatem 365 2425 dni, a w ięc tylko o 0 ’0003 dnia za dużo.
R óżnica w sp oso b a ch w liczan ia lat p rzestęp n ych w tych k alend a
rzach spraw ia, że z b iegiem cz a su w zrosła różnica dat w obu k alen
darzach, która ju ż za papieża G rzegorza XIII w y n o siła 10 dni. R óżn icę
tę m ożn a o b lic zy ć w n a stęp u jący prosty sp o só b : liczb ę stu leci,zaw a rtą t
w d an ym roku, m n o ży s ię p rzez 3, od otrzym anej liczb y odejm uje
6 6 O zasadniczych jednostkach rachuby czasu.W sprawie organizacji walki ze szkodnikami rolnemi. 6 7
s ię 5 i dzieli się przez 4 ; w tedy całkow ita c z ę ś ć z dzielen ia przedsta
w ia różn icę dat. Np. rok 1925 zaw iera 19 m in ion ych stu leci, a w ięc różnica dat w y n o si == 13 dni.
K alendarz gregorjański m a rów nież p ew n e braki: p rzed ew szy st- kiem brak stałej zg o d n o ści dat m iesią ca i dni tygod n ia; gd y w p e
w n ym roku 1 sty c z n ia w ypada w p onied zialak , to w roku n astęp n ym w yp ad nie w e wtorek, a n aw et w e środę (gdy rok poprzedni jest p rze
stęp n y). Nadto m iesią ce n ie są rów ne, lic z ą bow iem po 28, 29, 30 i 31 dni. D alej zn a czn a ru ch om o ść daty św ięta W ielk iejn ocy, które w aha się m ięd zy 22 marca a 25 kw ietnia, jest rów nież bardzo n ie w ygod n a np. w stosu n k ach h and low ych . T o też oddaw na trwają u siło w ania przeprow adzenia gruntow nej reform y kalendarza gregorjaóskiego.
O statnio om aw ian ą b y ła ta spraw a w r. 1922 w R zy m ie przez K om isję M iędzynarodow ej U nji A stron om iczn ej.
D R. A . K R A S U C K l.
W sprawie organizacji walki z e szkodnikami rolnemi.
P olsk a jest krajem p rzew ażn ie roln iczym . Z faktu tego w yn ika, że w sz y stk ie środki, słu ż ą ce do p od n iesien ia kultury rolnej, w in n e b yć przez państw o i instytu cje, p o św ięco n e celom gosp odarstw a rolnego, u żyte i w y z y sk a n e.
Jedną z plag, p om n iejszającą zb iory i dochód z gospodarstw a rol
n ego i leśn eg o , są szkodniki zw ierzęce, a szc zeg ó ln ie ow adzie. N a roli i na łąkach, w ogrodzie, sa d zie i w le sie roi s ię od m iljon ów g ą sien ic, które, nie tępione przez nikogo, przypraw iają naród o m iljonow e straty, bądźto przez zm n iejszen ie ilo ści produktów, bądź też przez obniżenie ich w artości.
S p o łeczeń stw o w w a lce ze szk od nik am i jest b ezsiln e, głów n ie z tego powodu, że za m ało jest w tym kierunku u św iadom ion e.
W p aństw ach o w y so k iej kulturze rolnej (B elgja, Francja, N iem cy , S tan y Z jed n oczon e i inn e) istn ieją liczn e sp ecja ln e stacje dośw iad
czaln e, oddane w y łą cz n ie badaniu szk od nik ów roln ych i leśn y ch , oraz ob m yślan iu środków, słu ż ą cy ch do ich tępienia. R ządy państw tych w porozum ieniu ze stacjam i w ydają zarząd zen ia ty c zą ce przyw ozu św ież y ch roślin i ow oców z in n y ch c z ę ś c i św iata (A m eryk i) dla zap o
bieżenia za w le cze n ia rozm aitych szk od nik ów , ustanaw iają n agrody za
6 8 W sprawie organizacji walki ze szkodnikami rolnemi.
