Ni 48 (i33<>)- W arszaw a, dnia 1 grudnia 1907 r. T o m XXVI
T Y G O D N I K P O P U L A R N Y , P O Ś W I Ę C O N Y N A U K O M P R Z Y R O O N I C Z Y M
PRENUMERATA „WSZECHŚWIATA*1.
W W a r s z a w i e : rocznie rb.
8
, kwartalnie rb.2
.Z p r z e s y łk ą p o c z t o w ą rocznie rb. i o , pólr. rb.
5
.PRENUMEROWAĆ MOŻNA:
W Redakcyi „W szechśw iata" i we w szystkich księ garniach w kraju i za granicą.
Redaktor „W szechśw iata" przyjmuje ze sprawami rcdakcyjnemi codziennie od godziny 6 do 8 wieczorem w lokalu redakcyi.
A d r e s R e d a k c y i : K R U C Z A J\ft. 3 2 T e le fo n u 83-14.
Z D Z I E D Z I N Y E L E K T R O O P T Y K I .
Znamy kilka przypadków , w którjrch siły elektryczne i m agnetyczne w yw ierają bezpośredni w pływ na zachowanie się optyczne ciał. Zjaw iska te łączymy w jed n ę w spólną g rupę zjaw isk elektro- optycznycli, a każde z nich w szczegól
ności zazwyczaj oznaczam y imieniem uczonego, który się do jego w ykrycia przyczynił; mówimy więc o zjawisku F a radaya, K erra, Zeem ana. Szczupła ta dziedzina szczególnie je st zajmująca.
O ddziaływ anie zjaw isk elektrycznych na św ietlne je st czemś niezmiernie nieoczeki- wanem, gdyż w ybiega zupełnie poza ob
ręb nietylko dośw iadczenia codziennego, ale też — i zw ykłego spostrzegania w p ra cowni fizycznej. O gląda się tu te zjawiska poraź pierw szy z niemniejszem zdziwie
niem i wzruszeniem , n iż— dziecko, kiedy widzi przyciąganie m agnesu i żelaza.
Poza niezw ykłością swoją zjawiska te budzą jednak i głębsze zainteresow anie;
w ystępuje w nich na jaw z całą oczy
w istością ścisły zw iązek między dwiema zupełnie odmiennemi kategoryam i zja
wisk; przyrodzonem u dążeniu naszemu do jedności i prostoty staje się zadość, a otw ierają się tu przed nami now e roz
ległe horyzonty. Jest też rzeczą godną uwagi, że odkrycie tych now ych dzie
dzin nie było rzeczą przypadku, ale ge
nialnego rozmysłu ludzkiego; przypom i
nają się nam tu najpiękniejsze chwile w dziejach wiedzy; w pamięci naszej budzi się postać F arad ay a i jego docie
kania nad istotą zjawisk elektrom agne
tycznych, a w związku z tem — i Max- w ellowska teorya zjawisk św ietlnych.
W ostatnich czasach znajomość zjawisk elektrooptycznych znacznie posunęła się naprzód: w ykryto nowe fakty i zbudo
w ano teoryę, obejmującą tak nowe ja k i daw ne fakty; teorya dała możność prze- pow iedzenia niew ykrytych jeszcze faktów dośw iadczalnych i w dawniej znanj-ch w skazała takie strony, które dotąd ucho
dziły uwagi obserw atorów ; choć jeszcze wiele je st na tem polu trudności do po
konania, to jednak pew ne, że zdołaliśm y ogarnąć okiem nowe w idnokręgi. W ar
tykule niniejszym chciałbym w łaśnie w sposób przystępny p rzedstaw ić w y niki nowszych badań. Zacznę jed n ak od rzeczy już dawniej odkrytych, gdyż dzie
dzina ta należy do mało popularyzowanych*
734 w s z e c h ś w i a t
J u ż F a r a d a y w r o k u 1834 s t a r a ł się w y k r y ć z j a w is k o , d o w o d z ą c e b e z p o ś r e d n i e g o w p ł y w u po la e l e k t r o m a g n e t y c z n e g o n a o p t y c z n e z a c h o w a n ie się ciał; p o s z u k iw a n ia j e d n a k b y ł y b e z s k u te c z n e , i d o p ie ro po j e d e n a s tu l a t a c h g o r l i w y c h i w y t r w a ł y c h b a d a ń u d a ł o m u się zn a le ź ć ta k ie zja w is k o . O d k r y c i e s w o j e p o d a j e do w ia d o m o ś c i o g ó ł u w r o z p r a w i e p. n.
„O n a m a g n e s o w a n i u ś w i a t ł a i o o ś w i e t le n iu linii sił m a g n e t y c z n y c h " . ’) W y r a ż e n i u te m u c z ę s t o k r o ć z a r z u c a n o niejasn o ść. P r z e k o n a m y się j e d n a k n i e b a w e m , że o b r a z o w e to p o w i e d z e n i e nic w s o b i e n i e z r o z u m i a ł e g o n i e z a w i e r a . F a r a d a y w y k o n a ł n a s t ę p u j ą c e d o ś w i a d czenie (chcąc s k o r z y s t a ć z r y s u n k u i w d a l szy m w y k ł a d z ie , p o d a j e m y d o ś w i a d c z e n i e F a r a d a y a w j e g o w s p ó ł c z e s n e j f o r mie). Ś w i a t ł o , i d ą c e o d l a m p y 6' (fig. 1), p r z e c h o d z i p r z e z e l e k t r o m a g n e s , k t ó r y p r z e b i t y j e s t w t y m celu n a w y lo t ; m i ę d z y b i e g u n a m i e l e k t r o m a g n e s u , w o d s t ę p i e , z n a j d u je się k a w a ł e k c i ę ż k ie g o s z k ła . Ś w i a t ł o p r z e c h o d z i o p r ó c z t e g o j e s z c z e p r z e z d w a t a k z w a n e n i k o l e i » a n a r y s u n k u , czyli s z c z e g ó ł • n y in s p o s o b e m s p o r z ą d z o n e p r y z m a t y ze s p a t u i s l a n d z k i e g o . K a ż d y ta k i p r y z m a t o d d z i e l n ie w z i ę t y z u p e ł n i e j e s t p r z e z r o c z j Tsty ; j e d n a k m o ż n a j e t a k n a s t a w i ć j e d e n w s t o s u n k u d o d r u g i e g o , ż e ś w i a t ł o , k t ó r e p r z e c h o d z i p r z e z p r y z m a t p i e r w s z y , p r z e z d r u g i b ę d z ie p o c h ł a n i a n e , i p o l e w i d z e nia, n a w e t je ż e li u ż y j e m y ś w i a t ł a s ł o n e c z n e g o , p o z o s t a n i e c ie m n e m . O ty c h z a d z iw i a j ą c y c h w ł a s n o ś c i a c h s p a t u i s l a n d z k ie g o i o t. z w . ś w i e t l e s p o l a r y z o w a n e m niżej p o m ó w i m y o b s z e r n i e j; t y m c z a s e m z a u w a ż y m y , że n a s z e p r y z m a t y , n ikole, ty lk o w o k r e ś lo n e j p o z y c y i d a j ą c ie m ność; p o z y c y ę t a k ą m o ż n a z n a le ź ć o b r a ca jąc np. d r u g i z n ic h , k o ł o osi c a ł e g o p r z y rz ą d u ; s k r ę c e n i e n a p r a w o l u b n a l e w o w y s t a r c z a , a b y n a p o w r ó t o t r z y m a ć
jasność. O tóż F a ra d a y zauw ażył, że kiedy obadw a nikole ustaw im y na ciem
ność, to w ystarczy w zbudzić elektro
m agnes, aby rozjaśnić pole widzenia;
chcąc z pow rotem otrzym ać ciemność, trzeba nikol obrócić o pew ien kąt, który zależny je st od rodzaju ciała przezro
czystego, znajdującego się w polu mag- netycznem i od siły tego pola. W do
św iadczeniu tem prom ienie św iatła biegną w zdłuż linij sił m agnetycznych, oznaczo
nych na rysunku strzałkam i; promienie św iatła doznają w pływ u m agnesu, nama- gnesow ują się niejako; zarazem światło daje możność w y k u c ia linij sił m agne
tycznych, ’) obrazow o w yrażając się, ich ośw ietlenia; tak w ięc w yrażen ie F a ra daya staje się dla nas zupełnie jasnem.
Będziemy tu musieli na chwilę p rze
rw ać rozw ażanie zjaw isk elektrooptycz- nych, a natom iast — ro zpatrzyć nieco bliżej w łasności św iatła, które przecho
dzi przez k ry ształ spatu islandzkiego, gdyż je st to konieczne ze w zględu na dokładniejsze zrozum ienie niżej opisanych zjawisk.
W iadom o, że św iatło, przechodząc z jed
nego środow iska do drugiego, doznaje załam ania; prom ień odchyla się od sw ego kierunku pierw otnego. Jeżeli jed n ak tem drugiem środowiskiem je st kryształ (oprócz kry ształów układu regularnego),
|
_ _ __ _ _ __ _ _ __ _ _ __ _ n
m r
i; l n !r f f F T 1 - ~S I n
-i
l A r : frf [ff t> !/I J
n m
E
— e le k tro m a g n e s ;n l
in.t —
n ik o le;S e
— p ły tk a ze s z k ła c ię ż k ie g o : S — ź r ó d ło ś w ia tła . C y fra I o z n a c z a o b s e rw a c y e w z d łu żlin ij s ił m a g n e ty c z n y c h , c y f ra I I — p r o s to p a d łe d o nich.
’) M . F a r a d a y . P o s z u k iw a n ia d o ś w ia d c z a ln e w d z i e - ’) U d o s k o n a lo n e ś r o d k i b a d a n ia p o z w o liły stw ie r- d zin ie e le k try c z n o ś c i. S e r y a 19, § 2 6 (N r. 126 K lasy - d zić, że i n ie z m ie rn ie s ła b e p o le m a g n e ty c z n e ziem sk ie k ó w O s tw a ld a ) . w y w o łu je z ja w is k o s k r ę c a n ia p ła s z c z y z n y p o l a r y z a i y i .
Ks 48 W S Z E C H Ś W IA T 73 3
to z a m i a s t j e d n e g o p r o m i e n i a z a ł a m a n e g o o trz y m u je m y d w a . T o p o d w ó j n e z a ła m a n ie w i ą ż e się i ze z m ia n ą i s t o tn y c h w ł a s n o ś c i p r o m i e n i ś w i e t ln y c h . P r o m i e ń ś w i a t ł a zw jdcłego z a w s z e o d b ić m o ż e m y o d z w ie r c ia d ła ; p r o m i e ń ś w ia tła , k t ó r y p r z e s z e d ł p r z e z k r y s z t a ł d w ó j ło m n y , w r a zie o d p o w i e d n i e g o u s t a w i e n i a z w i e r c i a d ła n ie o d b ije się o d eń . Z j a w i s k a to (w o d m ie n n e j form ie) z a u w a ż y ł n a p o c z ą tk u 19-go s t u l e c i a M a lu s i n a z w a ł ś w i a tł o t a k ie d la o d r ó ż n i e n i a od z w y k ł e g o s p o l a r y z o w a n e m . P r z e z cz as p e w i e n p o l a r y z a c y a ś w i a t ł a nie p o d d a w a ł a się t ł u m a c z e n i u z p u n k t u w i d z e n i a falo
w ej t e o rjń ś w i a tł a . Id ą c za H u y g e n s e m , t w ó r c ą fa lo w ej t e o r y i ś w i a t ł a , Wj^obra- ż a n o so b ie, że p o d ł o ż e m z ja w is k ś w i e t l n y c h j e s t e t e r s p r ę ż y s t y , k t ó r y p r z e k a zuje z a b u r z e n i a w s o b i e z a c h o d z ą c e od cz ąstk i d o cz ą stk i; p r z y p u s z c z a n o też z a r a z e m , że k i e r u n e k d r g a ń , p r z e z c z ą s t ki w y k o n y w a n y c h , j e s t t e n sam , co i k ie ru n e k , w k tó r j m i b ie g n ie p r o m i e ń ś w i e tl n y , czyli — że d r g a n i a s ą p o d ł u ż n e . Jeżeli s p o j r z y m y n a ta k i p r o m i e ń do n a s b i e g n ą c y , to m usi się n a m w y d a ć z u p e łn ie s y m e t r y c z n y m j a k s z k ie ł k o o d lam py, k i e d y n a n ie p a t r z y m y z g ó ry ; niezro zu - m ia łe m j e s t w ięc , że u s t a w i w s z y k r y s z ta ł i z w i e r c i a d ł o tak, a b y p ro m ie ń , k t ó r y p r z e s z e d ł p r z e z k r y s z t a ł , nie o d b i ł się o d z w ie r c i a d ł a , m o ż e m y z n ó w u jrz e ć p r o m ień o d b i t y , jeże li k r y s z t a ł o b r ó c im y o k o ło p r o m ie n i a , j a k b y o k o ł o osi, co m o ż e m y też r o z u m ie ć j a k o o b r ó t p ro m ie n ia n a o k o ł o s ie b i e s a m e g o . P r o m i e ń ś w i a t ł a s k ła d a j ą c y się z d r g a ń p o d ł u ż n y c h b y ł b y z u p e łn i e s y m e t r y c z n y i p r z e z j e g o o b r ó t n i c b y ś m y o s ią g n ą ć n ie m ogli; t a k sam o, j a k o b r a c a j ą c s z k i e ł k o o d lam p y , z a w s z e je u j r z y m y jfed n a k o w em . T ę t r u d n o ś ć t e o r e t y c z n ą u s u n ą ł F r e s n e l , z a k ła d a ją c , że d r g a n i a c z ą s t e k e t e r u s ą p r o s t o p a d ł e do k i e r u n k u p r o m i e n i a . Jeż eli p r z e z O (fig. 2) o z n a c z y m y ś la d p r o m i e n ia , k tó r y b i e g n i e p r o s t o p a d l e d o p ł a s z c z y z n y p a p ie ru w k i e r u n k u c z y te ln ik a , to d r g a n ie c z ą stk i e t e r u o d b y w a ć się m o że n a p r z y - k ła d w k i e r u n k u O a, Ob lub j a k i m k o l w ie k in n y m n a o k o ł o O. Z j a w i s k o p ola- jry z a c y i w y t ł u m a c z y ć m o ż n a , p r z y p u s z
czając, że w p r o m i e n i u ś w i a t ł a s p o l a r y z o w a n e g o d r g a n ia odbj^w ają się ty l k o w j e d n y m k i e r u n k u : c z ą s t k a e t e r u , j a k o w a h a d ł o , w y k o n y w a d r o g ę p o m i ę d z y a i a, , w św ie tle z w y c z a jn e m z a ś d r g a n ia o d b y w a j ą się w e w szj^stkich m o żli
w y c h k i e r u n k a c h , o c z y w i ś c i e n ie o d r a z u , ale k o le jn o w t a k n i e s ł y c h a n i e k r ó tk i c h o d s t ę p a c h czasu, że p r o m i e ń taki z a w s z e się musi w y d a ć z u p e łn ie s y m e t r y c z n y m . C o i n n e g o p r o m i e ń s p o l a
r y z o w a n y ; g d y b y o k o n a - sze b y ło w r a ż l i w e n a kie-
r u n e k d r g a ń , to m u sieli-
\\ b y ś m y d o z n a ć in n e g o w r a - v ż e n ią p a t r z ą c n a p r o m i e ń \ s p o l a r y z o w a n y , k i e d y b y
k i e r u n e k d r g a ń aa, by ł
r ó w n o l e g ł y do b r z e g u -■
p o w ie k , niż — k i e d y b y
b y ł doń p r o s t o p a d ł y . O k o j e d n a k nie j e s t w s ta n ie o d r ó ż n ić k i e r u n k u d r g a ń i d la te g o , ch c ąc r o z p o z n a ć ś w i a t ł o s p o l a r y z o w a n e , m u s im y się u c ie k a ć d o p o m o c y z w ie r c i a d ł a lu b też do p o m o c y k r y s z t a ł u d w ó jło m n e g o . W i e m y j u ż m ia n ow icie, że k ie d y p r o m i e ń ś w i a t ł a z w y k ł e g o p rz e c h o d z i p rz e z k r y s z ta ł, to r o z p a d a się n a d w a p r o m i e n ie ś w i a t ł a s p o l a r y z o w a n e g o , czyli t a k ie g o , k t ó r e p o l e g a n a d r g a n ia c h c z ą s t e k e t e r u w p e w n y m tjd k o k i e r u n k u , w p e w n e j o k r e ś l o nej p ła s z c z y ź n ie , p r z e c h o d z ą c e j p rz e z sam p r o m ie ń ( p ł a s z c z y z n a p o la ry z a c y i). K ie d y n a k r y s z t a ł p a d a p r o m i e ń ś w i a t ł a s p o l a r y z o w a n e g o , to i o n ro z s z c z e p i a się n a d w a p r o m i e n i e ; co d o t y c z ę p o la r y z a c y i t y c h p ro m ie n i, to b u d o w a k r y s z t a ł u z a w sze o k r e ś la k ie r u n e k , w k t ó r y m d r g a n i a ś w i a t ł a o d b y w a ć się m ogą; o b a d w a o t r z y m y w a n e p r o m i e n i e sk ła d a ją się z d r g a ń w y k o n y w a n y c h w d w u o k r e ś lo n y c h do s i e b i e p r o s t o p a d ł y c h k ie ru n k a c h ; d r g a n ie p r o m i e n i a s p o l a r y z o w a n e g o , k t ó r y p a d a n a k r y s z t a ł r o z k ła d a się t e d y n a z a s a d z ie p r a w i d ł a r ó w n o l e g ł o b o k u n a d w a d r g a nia, k t ó r y c h k i e r u n e k , j a k p o w ie d z ia n o , w s k u t e k b u d o w y k r y s z t a ł u ś c iś le j e s t o z n a c z o n y . B ęd zie to m oże j e s z c z e zro- z u m ia ls z e m n a r y s u n k u (o b a cz fig. 3):
O z n o w u o z n a c z a ś la d p r o m ie n i a s p o l a
r y z o w a n e g o , k t ó r y p a d a n a k r y s z t a ł
756 W S Z E C H Ś W I A T Jfc 48
d w ó jłom njr; d r g a n ie , z a c h o d z ą c e w p r o m ien iu ty m w k i e r u n k u O a , r o z k ł a d a się, n a d w a — Ob i Oc, o d b y w a j ą c e się w k i e r u n k a c h O H i 0 7 ; te d w a d r g a n i a o d p o w i a d a ją też d w o m p r o m i e n i o m , k t ó r e p o te m z k r y s z t a ł u w y c h o d z ą . J e ż e li j e d e n z p r o m ie n i ty c h , n p . t e n , k t ó r y
o d p o w i a d a d r g a n i u Oc, z a t r z y m a m y , to o t r z y m a m y w r e z u l t a c i e t y l k o j e d e n p r o m ień, o d p o w i a d a j ą c y d r g a n i u Ob. T a k s ą w ł a ś n i e u r z ą d z o n e o w e n ik o le , o k t ó r y c h m ó w iliś m y , o p i s u j ą c d o ś w i a d c z e n i e F a r a d a y a ; w e w n ą t r z n i c h j e d e n z p r o m ieni d o z n a je o d b i c i a k u b o c z n e j w y - c z e rn io n e j ś c i a n c e i ty l k o d r u g i p r z e c h o d z i s w o b o d n i e . J e ż e l i t e r a z je s z c z e r a z s p o j r z y m y n a r y s u n e k , to z o b a c z y m y , że k i e d y n a n i k o l p a d a p r o m i e ń ś w i a t ł a j u ż s p o l a r y z o w a n e g o , a m o ż n a j e o t r z y
m ać z m u s z a ją c ś w i a t ł o z w y k ł e do p r z e j ś c ia r ó w n i e ż p r z e z n i k o l ( w d o ś w i a d c z e n iu wj^żej o p i s a n e m n x), t o d r g a n i e w p r o m i e n i u , k t ó r y p r z e jd z i e p r z e z p r z y r z ą d , b ę d z ie już m i a ł o i n n y k i e r u n e k , n iż d r g a n i e w p r o m i e n i u d o ń w c h o d z ą c y m (z a m i a s t O a — Ob)', p r ó c z t e g o j a k to w i d a ć z r y s u n k u b ę d z i e o n o m n ie js z e , co p o c i ą g n i e z a s o b ą o s ł a b i e n i e w n a t ę ż e n iu ś w i a t ł a . Im w i ę k s z y je s t k ą t a, te m m n ie js z e b ę d z ie d r g a n i e Ob\ j e ż e l i k ą t t e n r ó w n a ć się b ę d z ie 90°, to d r g a n i e Ob s p r o w a d z i s ię d o z e ra ; p r z e z p r z y r z ą d w c a l e ś w i a t ł o p r z e c h o d z i ć n ie b ę d zie; n ik o le n a s t a w i o n e s ą n a c ie m n o ś ć . N ie t y l k o w t y m r a z i e t e o r y a n a s z a z d a je n a m s p r a w ę z o b s e r w o w a n y c h z ja w is k aż d o n a j d r o b n i e js z y c h s z c z e g ó ł ó w ; j e s t o n a r ó w n i e ż u ż y t e c z n a w s e t k a c h in n y c h , c z ę s to d o ś ć z ł o ż o n y c h w y p a d k ó w . S a m o p rz e z się n a s u w a s ię n a m p y t a n i e , czy r u c h c z ą s te k e t e r u z a w s z e m u s i b y ć p r o s to lin ijn y ; w s z a k m ó g ł b y on r ó w n i e ż d o
b r z e o d b y w a ć s ię p o j a k i e j ś k r z y w e j , n p . p o kole. Istn ie ją r z e c z y w i ś c i e zja
w is k a , w k t ó r y c h m u s im y p r z y p u ś c i ć r u c h p o k o le lu b p o elipsie; ic h o d k r y c i e s t a n o w i w ie lk i t r y u m f d la te o ry i, g d y ż ż a d n e z ty c h z j a w is k b e z p o ś r e d n i o nie n a s u w a się o b s e r w a c y i . N ie m o g ą c tu w c h o d z i ć w b liż sz e s z c z e g ó ł y , te g o d z ia łu o p t y k i d o ty c z ą c e , z a u w a ż y m y j e d n a k , że r u c h c z ą s t e k e t e r u p o kole, w s t o s u n k u d o o b s e r w a t o r a , w k t ó r e g o s t r o n ę b i e g n ą p r o m i e n i e , m o że się o d b y w a ć w k i e r u n k u w s k a z ó w e k z e g a r k a lu b też o d w r o t n i e . W p i e r w s z y m r a z i e m ó w im y , że ś w i a t ł o j e s t s p o l a r y z o w a n e p o kole w p r a w o , w d r u g i m — w le w o . Z po- l a r y z a c y ą k o l is tą s p o t k a m y s ię je s z c z e p o n iżej; t y m c z a s e m j e d n a k p o w r ó c i m y d o d o ś w i a d c z e n i a F a r a d a y a , w k t ó r e m p i e r w s z y n ik o l (n x n a r y s u n k u ) d a w a ł ś w i a t ł o s p o l a r y z o w a n e p ro s to li n ij n i e .
O tó ż , j a k e ś m y z a u w a ż y l i w y ż e j , w d o ś w i a d c z e n i u F a r a d a y a n ik o le b y ł y n a s t a w i o n e n a c ie m n o ś ć . I le k r o ć e k s p e r y m e n t a t o r p r z e p u s z c z a ł p r ą d p r z e z e l e k t r o m a g n e s , t. j. w z b u d z a ł p o l e m a g n e ty c z n e , t y l e k r o ć też p o le w i d z e n i a r o z j a ś n i a ł o się, i t r z e b a b y ł o o b r ó c ić d ru g i n i k o l o k i l k a n a ś c ie s t o p n i , a b y z n ó w o t r z y m a ć c ie m n o ś ć . S tą d też w n io s e k , ż e p o le m a g n e t y c z n e o b r a c a p ła s z c z y z n ę p o l a r y z a c y i p ro m ie n i, k t ó r e p r z e c h o d z ą p r z e z p i e r w s z y nikol; d l a t e g o s a m o zja
w i s k o n a z y w a się z w y k le s k r ę c a n i e m m a g n e t y c z n e m p ł a s z c z y z n y p o l a r y z a c y i.
W i e l k o ś ć k ą t a s k r ę c a n i a j e s t p r o p o r c y o -
n a l n a d o w i e l k o ś c i p o l a m a g n e t y c z n e g o
i d o g r u b o ś c i w a r s t w y ciała, p r z e z k t ó r ą
p r o m i e n i e ś w i a t ł a p r z e b i e g a j ą ; z ja w is k o
w j^ s tę p u je n ajsilniej, k i e d y p r o m i e n i e
ś w i a t ł a b i e g n ą r ó w n o l e g l e d o linij sił
m a g n e t y c z n y c h ; d la u k o ś n e g o k i e r u n k u
p r o m i e n i w p ł y w p o la m a g n e t y c z n e g o j e s t
z n a c z n i e s ła b s z y . F a r a d a y n ie p o p r z e s t a ł
n a w y k r y c i u s a m e g o z ja w is k a ; p o d d a ł
o n z a r a z e m b a d a n i o m c a ł y s z e r e g z w i ą z
k ó w n i e o r g a n i c z n y c h i o r g a n ic z n y c h i z n a
lazł, że i n d y w i d u a l n o ś ć s u b s t a n c y i w y
w i e r a w p ł y w o g r o m n y . N o w e , t a k n ie
s ł y c h a n i e d o n i o s ł e o d k r y c i e w z b u d z i ł o
u w a g ę c a łe g o ś w i a t a n a u k o w e g o . R o z
p o c z ę t o d r o b i a z g o w e a ś c is łe p o s z u k i
W S Z E C H S W IA T 757
w a n ia , z b a d a n o c ia ł t y s i ą c e , m o d y fik o w a n o d o ś w i a d c z e n i e n a p r z e r ó ż n e s p o so b y , lecz n ie w i e l e p o g ł ę b i o n o z n a jo m o ś ć r z ecz y . S ą d z o n o , ż e u d a się w y k r y ć z w ią z e k m ię d z y m a g n e t y c z n e m i w ła s n o - śs ia m i c i a ł a a j e g o w ła s n o ś c ia m i e le k tr o - o p ty c z n e m i, lecz o k a z a ł o się to z u p e łn i e z a w o d n e m . M y ś la n o , że is tn ie je p r a w o rz ą d z ą c e z a le ż n o ś c ią k ą t a s k r ę c a n i a od c h e m ic z n e g o s k ł a d u ciał, lecz s t w i e r d z o n o ty lk o p e w n ą p r a w i d ł o w o ś ć . Z d a w a ł o się p r z e z czas d łu g i, że g a z y n i e d ają te g o zjaw isk a ; j e d n a k u d o s k o n a l o n e śro d k i o b s e r w a c y i i t u d a ł y w y n i k i d o d a tn ie . Z p o m ię d z y w i e lu i n n y c h p o m i a r ó w m a g n e t y c z n e g o s k r ę c a n i a n a jb a r d z ie j m o że zaj
m u jące są p o m i a r y K u n d t a , d o t y c z ą c e s k r ę c a n i a w m e t a l a c h m a g n e t y c z n y c h żelazie, n ik lu i k o b a lc ie . M etale , j a k w i a d o m o s ą p r z e z r o c z y s t e ty l k o w n a j c i e ń sz y c h w a r s t e w k a c h . K u n d t b a d a ł w a r s te w k i d a le k o cie ń s z e o d d łu g o ś c i fali ś w i a t ł a ż ó ł t e g o i p o m i m o to o t r z y m y w a ł jeszcze k ą t s k r ę c a n i a , k t ó r y d o s k o n a l e m o ż n a b y ł o zm ie rz y ć . O t o n p . liczby, k t ó r e p o d a j e w s w o je j r o z p r a w i e :
G r u b . w a r s t . żel. k ą t skr. m a g n .
0,00005 5 m m 1°47'
C h c ą c w t y c h s a m y c h w a r u n k a c h o t r z y m ać t e n sam k ą t s k r ę c a n i a w szkle, trze - b a b y w z ią ć p ł y t k ę s z k ła g r u b o ś c i 1,79 m m \ w y n i k a stą d , ż e że la zo s k r ę c a 32000 r a z y silniej o d s z k ła . O k a z a ł o s ię też, że j a k n a m a g n e s o w a n i e ż e la z a m a s w o ję g r a n ic ę , t a k też i k ą t s k r ę c a n i a m a g n e t y c z n e g o d la w c ią ż w z r a s t a j ą c y c h w a r t o ś c i p o la m a g n e t y c z n e g o n ie r o ś n i e p r o p o r c y o n a l - nie, lecz z d ą ża k u p e w n e j w ielk o ści g r a n iczne j. C i e k a w e j e s t i to, że p o le m a g n e t y c z n e d z i a ł a n a p r o m i e ń ś w i e t l n y m o m e n ta ln ie , p rz y n a jm n ie j w g r a n i c a c h ści
słości d o ś w i a d c z e ń ; B i c h a t i B lo n d lo t s tw ie rd z ili, że o d s t ę p c z a su p o m ię d z y d w o m a z ja w is k a m i m n ie js z y j e s t w k a ż dym razie, niż —c z ę ś ć s e k u n d j ’. J e s z cze j e d n a o k o l ic z n o ś ć z a s łu g u j e n a u w a gę: o g r o m n a w i ę k s z o ś ć c ia ł s k r ę c a p ł a s z c z y z n ę p o l a r y z a c y i w ty m s a m y m k ie r u n k u , w k t ó r y m p r ą d p r z e b i e g a p rz e z e l e k t r o m a g n e s . S ą j e d n a k i w y ją tk i, do I
48
k t ó r y c h n a l e ż y np. c h l o r a n p o t a s o w y , d w u t l e n e k ty ta n u , w i ę k s z o ś ć soli żelaza.
C o j e s t p r z y c z y n ą o d m i e n n e g o z a c h o w a n ia się ty c h ciał, d o t y c h c z a s p o z o s t a j e z a g a d k ą ; ż a d n a t e o r y a s p r a w y z te g o nie zdaje.
W d a n y c h w a r u n k a c h w ie lk o ś ć k ą t a s k r ę c a n i a z m ie n ia się w r a z z ro d z a j e m ś w i a t ł a u ż y t e g o i m ia n o w ic i e j e s t tem w i ę k s z a z im k ró tsze m i falam i ś w i a t ł a m a m y do c z y n ie n ia . O t o p r z y k ł a d k o n k r e tn y : w p o lu m a g n e t y c z n e m ś re d n ie j s iły s ia rc z e k w ę g l a w w a r s t e w c e g r u bo ści j e d n e g o c e n t y m e t r a s k r ę c a p ł a sz c z y z n ę p o l a r y z a c y i w r a z ie ż ó łty c h p ro m ie n i o 5°23', w r a z i e zaś n ie b ie sk ie j cz ęści w i d m a k ą t t e n w y n o s i 12"4'. M a m y tu do c z y n ie n ia ze z ja w isk ie m p o d o b n e m d o z w y k ł e g o z a ła m a n i a ś w i a t ł a o tyle, że i s p ó łc z y n n ik z a ła m a n i a r o ś n i e z ł a m l iw o ś c ią p ro m ie n i, w z r o s t t e n n ie j e s t ta m j e d n a k t a k sz ybki; g w o li tej a n a lo g ii m ó w i m y o m a g n e t y c z n e j d y s p e r s y i s k r ę c ania.
D y s p e r s y ę ś w ia t ł a w y k r y ł N e w to n .
W y t ł u m a c z y ć j ą te o r e ty c z n ie u d a ł o s ię
d o p i e r o H e l m h o l t z o w i ; w o b j a ś n ie n iu
s w e m m u s i a ł on p r z y p u ś c i ć n ie c ią g ło ś ć
m a te ry i. P u n k te m w y jś c ia b y ł o założenie,
że w c z ą s t k a c h m a t e r y a l n y c h z n a jd u ją
się je s z c z e j a k i e ś m n ie js z e ciałka; o s ta tn ie
w y k o n y w a j ą r u c h y w a h a d ł o w e o p e w
n y m o k r e s ie d rg a ń ; ich w ła ś n ie o d d z i a
ł y w a n i e n a fale ś w i e t l n e p r z e z ciało
p rz e c h o d z ą c e p o w o d u j e r ó ż n ic e w z a ła
m an iu . T e fale ś w ie tln e , k t ó r e c z ę s to
ścią d r g a ń s w o i c h o d p o w i a d a ją c z ę sto ś c i
d r g a ń ciałe k o w y c h , d o z n a ją a b s o r p c y i ,
co j u ż w y p ł y w a z w z o r ó w m a t e m a t y c z
n y c h z c a łą o c z y w is to ś c ią . C h o ć t e o r y a
w tej fo rm ie r o z w i n i ę t a d o b rz e się z g a
d za ła z d a n e m i d o ś w i a d c z e n i a , s łu sz n ie
j e d n a k w y d a ć się m o g ł a sztu cz n ą: wi-
d o c z n e m b y ło , że te c i a łk a j a k i e ś w p r o
w a d z o n o ty l k o p o to, a b y dojść d o w z o
r ó w o o k re ś lo n e j p o sta c i. D z iś t e o ry a
d y s p e r s y i z o s t a ł a z n a c z n ie z m o d y f i k o
w a n a co d o sw ej treści. P r z y j m u j ą c '
e l e k t r o m a g n e t y c z n ą t e o r y ę ś w ia t ł a , p r z y
p u s z c z a m y z a ra z e m , że o w e c i a ł k a to
nic i n n e g o , j a k e le k tr o n y , z k t ó r y c h
a t o m y s ą z b u d o w a n e . P r z y p u s z c z e n ie
W S Z E C H Ś W IA T N8 48
to nasuw a się nam z całą koniecznością:
w szak w yobrażenie o elektronow ej b u dow ie m ateryi pozw oliło w ytłum aczyć tysiące zjawisk, dotyczących p rz e w o d nictwa elektryczności w gazach i p ro mieniotwórczości; w szak otrzym ujem y te elektrony z m ateryi w nieskończonej ilości przypadków , a skądinąd sam e p ro mienie św ietlne (głów nie nadfiołkow e) w ysw obadzają je łatw o z metali. T o też w prow adzenie pojęcia elektronu do zjawisk dyspersyi oznacza postęp w ielki na drodze do zjednoczenia różnych dzia
łów wiedzy. I pod w zględem faktycz
nym elektrom agnetyczna teory a d y sp er
syi daje bardzo wiele. Co do ciał p rz e zroczystych pozw ala przew idzieć formę wzorów, w ykazujących zależność spół- czynnika załam ania od długości fali, i obliczenia na tej podstaw ie w ykonane dobrze się zgadzają z danemi o b serw a
cyi. Jeszcze donioślejsze i ciekaw sze są w yniki, dotyczące ciał, m ających zdol
ność pochłaniania św iatła określonej dłu
gości fali. Jeżeli z ciała takiego p rzy gotujem y pryzm at, to rozszczepiając za
pomocą niego św iatło słoneczne n a b a r
wy, zauw ażym y rzeczy nieoczekiw ane.
Porządek barw w widmie otrzym anem może być zupełnie inny, niż ten, któ ry dają pryzm aty zw ykłe. T ak np. p ryzm at szklany z cienkiego szkła, w y p ełniony p arą jodu, najsilniej odchyli czerw oną część widma, najsłabiej zaś niebieską.
P a ra jo d u była pierw szem ciałem, dla którego zjawisko takie zaobserw ow ano i opisano; n a obserw acye te ogół uczo
nych nie zw rócił z początku uw agi, p o w ątpiew ano n a w e t o ich ścisłości. G dy jednak liczba ciał, dla których podobny nienorm alny przebieg d y sp ersy i został stw ierdzony, ciągle w zrastała, odkrycia te w yw ołały niezm ierne zainteresow anie.
O kazało się, że tak a anom alna dysper- sya je st zaw sze w ścisłym zw iązku z prążkami absorpcyi, które daje ciało, t. j. z rodzajem św iatła, które ono po
chłania; okazało się dalej, że w pobliżu prążków absorpcyi mamy do czynienia, ze spółczynnikam i załam ania często mniej- szemi od jedności. Z punktu w idzenia teoryi elem entarnej je st to rzecz całkiem
p aradoksalna. Zasada H uygensa mówi nam, że spółczynnik załam ania rów na się stosunkow i szybkości św iatła w ete
rze ve do jego szybkości w danem śro dow isku va. Jeżeli teraz spółczynnik za
łam ania mniejszy jest od jedności
to tem samem ve <( v a , va y v e ; czyli w ynika stąd, że szybkość św iatła w pew- nem środow isku m ateryalnem w iększa je s t niż próżni, czego zdrow y rozsądek ludzki bez pom ocy teo ry i nigdy zro zu
mieć nie zdoła.
(c. d. n.)
S t. Landa/i.
F A U N A W Ó D S Ł O D K I C H .
(Dokończenie).
Po przejrzeniu w arunków życia w w o
dach lądow ych przechodzim y do scha- ..
rak tery zw an ia ogólnych cech fauny słod kow odnej. Cechy te zależą od wyżej w spom nianych czynników.
Na pierw szy rz u t oka zdaw ałoby się, że z większej różnorodności w arunków wód lądow ych pow inna w ynikać i w ięk
sza różnorodność form zw ierzęcych, niż w morzu. Nic podobnego: różnorodność pod każdym w zględem niższa. Zacz
nijmy od kształtów m orfologicznych.
Z dw u gatunków p o k rew n y ch gatunek morski zawsze przew aża w ielkością, b a r
dziej skom plikowaną formą, silniej roz- w iniętem i częściami przydatkow em i i żyw- szemi kolorami. W ystarczy choćby po
rów nać m ięczaki m orskie i lądowe.
P rzyczyny tego ciekaw ego zjaw iska dotychczas nie zostały dostatecznie w y
św ietlone, a dobór n aturaln y je st w yjaś
nieniem wątpliwem, gdyż może być użyty w podw ójnem znaczeniu. A dodać należy, że zależność kształtów morfolo
gicznych od w arunków jest w ybitna:
w jeziorach w iększych organizm y są
•Ns 48 W SZ E C H SW IA 1
większe i silniej zróżnicow ane, w mniej
szych — mniej.
W w ielu przypadkach można znaleźć w pływ y bezpośrednie: m niejsza ilość po
karmu i gorsze w arunki oddychania w w odach lądow ych. W ten sam spo
sób dadzą się w yśw ietlić analogiczne różnice między zw ierzętam i, zamieszku- jącerni m orza zimne i cieple. W pływ tem peratury i składu chem icznego wody w pływ a znacznie np. n a budow ę muszli i szkieletów w apiennych.
Wr b e z p o ś r e d n i m z w i ą z k u z k w e s t y ą m o rfo lo g ii z n a jd u je się c y k lo m o rfo z a z w ie r z ą t s ł o d k o w o d n y c h . P e r y o d y c z n e z m ia n y m o rfo lo g ic z n e w y s t ę p u j ą d o s k o n a l e ś r ó d z w i e r z ą t p e l a g i c z n y c h , p o s i a d a ją c y c h n a ciele r o z g a ł ę z io n e w y r o s t k i . W e ź m y j a k o p r z y k ł a d A n u r a e a coc hle a- ris. Z im ą s ą o n e d o ś ć z n a c z n y c h ro z m i a r ó w , p o s i a d a j ą s k o r u p k ę p r a w i e g ł a d k ą i d o ś ć g r u b ą , a k o l c e n a p r z e d n i e j i ty l nej c z ę ś c i w z g lę d n i e g r u b e . Z n a d e j śc ie m c z a s ó w c ie p le js z y c h A n u r a e a coch- l e a r i s z m ie n ia się s t o p n i o w o , d o c h o d z ą c w k o ń c u d o n ie w i e l k ic h r o z m i a r ó w , p r z y c z e m k o lc e z m n ie js z a ją się, a s k o r u p k a cien ie je i p o k r y w a się g r u d k a m i . W s z y s t k i e te z m i a n y m o ż e m y w y ja ś n ić w n a s t ę p u j ą c y s p o s ó b : f o r m y le t n i e d ą ż ą d o z m n ie js z e n ia c i ę ż a i u w ł a ś c i w e g o i do p o w i ę k s z e n i a p o w i e r z c h n i , a b y m ó d z się u t r z y m a ć w cieple jsz ej w o d z ie .
W jak i sposób zm iany te zachodzą?
Czy pod bezpośrednim w pływ em czyn
ników zew nętrznych, czy też pow tarzają się w organizm ie rok rocznie praw ie niezależnie od tych czynników zew nętrz
nych? — odpow iedzi na to stanowczej nie posiadam y dotychczas.
Z i n n y c h c e c h , w y n i k a j ą c y c h ze ś r o d o w i s k a w ó d l ą d o w y c h , z a s łu g u j ą n a b liż s z e p r z y j r z e n i e się: f u n k c y a o d d y c h a n i a i o d p o w i e d n i e n a r z ą d y . P o p r z e d n io j u ż w i d z i e l i ś m y , d la c z e g o o d d y c h a n i e b a r d z i e j u t r u d n i o n e j e s t w w o d a c h l ą d o w y c h , niż m o r s k ic h , a B o u n - hiol d o s z e d ł d o w n io s k u , że w y m i a n a g a z ó w u z w i e r z ą t s ł o d k o w o d n y c h je s t
3 d o 4 r a z y m n ie js z a , n iż u m o rs k ic h . Z p o W o d u u b ó s t w a tle n u w w o d a c h l ą d o w y c h (z w ła s z c z a w w y ż s z e j te m
759
peraturze) wiele zw ierząt posiada ten- dencyę przysw ojenia sobie zdolności bez
pośredniego oddychania pow ietrzem , co pozw ala im np. p rzetrw ać czasow e w y schnięcie wody. W ielka ilość grup zw ie
rząt słodkow odnych posiada rzeczyw iście tę zdolność. Nie je st to bezw zględną w skazów ką ich poprzedniej fazy życia lądowego, lecz w wielu przypadkach je st tak rzeczywiście. Rzecz jasna, że zw ie
rzęta lądowe, przystosow aw szy się do życia w odnego, posiadają znaczną prze
w agę w w alce o b yt nad grupam i po- krew nem i pochodzenia m orskiego o od
dychaniu wodnem . O to np. widzimy u Pulm onaria w steczne przystosow anie się do oddychania skrzelow ego lub mie
szanego. Podobne fakty spotykam y u ow a
dów, a w łaściw ie u ich larw , które b a r
dzo często posiadają rzeczyw iste skrzela, choć niektóre z nich zachow ują zw ykły owadom sposób oddychania, ulepszony jedynie przez dołączenie syfonu, co po
zw ala im żyć zarów no w wodach ogrza
nych, jak i zepsutych.
Bardzo ciekaw y i ogólnego znaczenia je st w pływ życia w wodach lądow ych na rozmnażanie organizmów: na orga
nizmy m acierzyste, na jajko i na cykl ewolucyjny. Najciekawiej przedstaw ia się ten ostatni.
Już wyżej w skazywaliśm y, że w wielu przypadkach życie w wodach możliwe jest tylko podczas dość ograniczonego okresu czasu, gdyż zaw iesza je peryodyczne w ysychanie i zam arzanie. W obec tego w cyklu ew olucyjnym muszą istnieć for
my, zdolne do p rzetrw an ia okresów nie
dogodnych. O to np. z w ysuszonego osadu (w ód lądowych) po kilku naw et latach m ożna otrzym ać w kulturach ży
w e organizm y, czego zupełnie nie można dokonać z osadem morskim (z wyjątkiem drobnoustrojów ). F ak t bardzo ciekawy, że organizm y w ód słonych lądowych zachow ują się, jak słodkowodne.
O rozm nażaniu się przez podział i o w arunkach encystacyi u pierw o tn ia
ków mówić nie będę, jako o faktach zbyt znanych. Rozm nażanie przez po
dział u tkankow ców w ód słodkich daje
się rów nież obserw ow ać (np. u Oligo-
760 W S Z E C H S W IA T Jfc 48
c h e ta i P la n a r i a ) , lecz m a to s a m o z n a czenie, co u p o k r e w n y c h form m o r s k i c h . N a jz w y k le j s z y s p o s ó b r e p r o d u k c y i j e s t r o z m n a ż a n i e się p r z e z j a j k a , k t ó r e m o ż e m y podzielić n a „jajka l e t n i e ” i „ ja jk a z im o w e " . T e o s t a tn i e , d o s k o n a l e j o b r o n n e p r z e c i w k o w ro g im w a r u n k o m ś r o d o w i s k a , m o g ą p r z e t r w a ć z a r ó w n o wys}^chanie, ja k z a m a rz n ię c ie i t. p., i r o z w i j a j ą się d o p i e r o w w a r u n k a c h d o g o d n y c h . N a o g ó ł biorąc, c h o ć n ie j e s t to z a s a d ą b e z w g l ę d - ną, j a j k a z i m o w e s ą z a p ł o d n i o n e , j a j k a l e t nie — nie. W d o g o d n y c h w a r u n k a c h dla i n t e n s y w n e g o ż y c ia g e n e r a c y e r o z w i jają się z c u d o w n ą s z y b k o ś c i ą p a r t e n o - g e n e ty c z n i e , w o b e c c z e g o i s t n ie ją w y ł ą c z nie sam ice. W p e w n y m m o m e n c i e z j a w ia ją się s a m ce , n a s t ę p u j e z a p ł o d n i e n i e i z ło ż e n ie j a j e k z i m o w y c h , p o c z e m g a t u nek c a ły g in ie a ż do c h w ili w y k l u c i a n o w y c h o r g a n i z m ó w . T a k i j e s t c y k l r o z w o j o w y d w u g r u p , n a j c h a r a k t e r y s t y c z n i e j - szych b o d aj i n ajlep iej p r z y s t o s o w a n y c h do ż y c ia w w o d a c h l ą d o w y c h , R o ti- fe ra i C la d o c e ra . Z tej c z a s o w e j i p r z y g o d n e j roli s a m c ó w w y n i k a ic h r z a d k o ś ć j n i e z n a c z n a w i e l k o ś ć a c z a sa m i n a w e t r e d u k c y a ich o r g a n iz a c y i , co p o z w a l a iin ży ć z a le d w i e j e d e n lu b d w a dni. D im o r- fizm s e k s u a l n y ( w y j ą t k o w y u fo rm m o r skich, n i e p a s o r z y t n y c h ) z n a j d u j e t u ta j w y ja ś n i e n ie .
J a k i e ż s ą p r z y c z y n y z a s a d n i c z e te g o d z i w n e g o a t y p o w e g o z j a w i s k a u k a z y w a n i a się g e n e r a c y i s a m c ó w ś r ó d g e n e - ra c y j p a r t e n o g e n e t y c z n y c h ? K w e s t y a ta j e s t c ź ę ś c ią w i e c z n e g o z a g a d n i e n i a u s t o
s u n k o w a n i a d w u p łci. K l a s y c z n e są w ty m w z g lę d z ie d o ś w i a d c z e n i a p. d e M a u p a s a n a d R o t if e r a . P . d e M a u p a s w n i o s k u j e z nich, że s a m o p o d n i e s i e n i e t e m p e r a t u r y o k r e ś la u k a z a n i e s ię s a m c ó w , lu b ściślej sam ic, n i o s ą c y c h j a j k a , z k t ó r y c h m a j ą w y k l u ć się s a m c e . N u s s b a u m o d m i e n n e g o j e s t z d a n ia . U w a ż a on t e m p e r a t u r ę , j a k o c z y n n ik p o ś r e d n i : w y w o ł u j e o n a z n a c z n y w z r o s t i l o ś c i o w y o s o b n i k ó w , a co z a t e m id z ie , z m n ie j s z a ilość p o k a r mu; i oto sam ice, r o d z ą c e s a m c ó w , s ą to o r g a n iz m y o g ło d z o n e .
O d m i e n n e g o z d a n i a o d p p . M a u p a s a i N u s s b a u m a j e s t p. L a u t e r b o r n , k t ó r y
n ie p r z y w i ą z u j e p r a w i e ż a d n e j w a g i do c z y n n i k ó w z e w n ę t r z n y c h , a c y k l r o z w o j o w y u w a ż a za z g ó r y o k r e ś lo n y . P r z y c z y n ą z a t e m o p i s y w a n e g o z j a w is k a j e s t o d c z u w a n a p r z e z o r g a n i z m y p o t r z e b a p łc io w a , k t ó r ą m o ż n a p o r ó w n a ć n p . z k o n i e c z n o ś c i ą k o n j u g a c y i u C iliata, n i e z d o l n y c h i n n ą d r o g ą do r o z m n a ż a n i a d a l
s z e g o b e z d e g e n e r a c y i . O d p o w i e d n i o t e ż p. L a u t e r b o r n o d r ó ż n i a fo r m y m o n o - c y k lic z n e , d w u c y k l i c z n e i w ie lo c y k lic z n e , w z a le ż n o śc i o d te g o , ile r a z y u k a z u je się w c i ą g u r o k u g e n e r a c y a s a m c ó w . T a k i j e s t s t a n o b e c n y t e g o z a g a d n i e n i a , j e d n e g o z n a jw a ż n ie j s z y c h n i e t y l k o w b i o logii w ó d l ą d o w y c h , lecz i w biologii o g ó ln ej.
W d a l s z y m c i ą g u k o n f e r e n c y i dr. de B e a u c h a m p s z c z e g ó ł o w o r o z b i e r a r o z m a ite ś r o d o w i s k a s ł o d k o w o d n e i ich f a u n ę . B r a k m i e js c a n ie p o z w a l a n a m n a w e t n a . s t r e s z c z e n i e t e g o c i e k a w e g o ro z d z ia łu . P r z e j d z i e m y z a te m o d r a z u d o g e o g r a f ic z n e g o r o z p r z e s t r z e n i e n i a fa u n y w ó d l ą d o w y c h i d o k w e s t y i jej p o c h o d ze n ia . M usim jr tu taj o d r a z u z a z n a c z y ć r ó ż n i c ę m i ę d z y z w i e r z ę t a m i w y ż s z e m i a b e z k r ę g o w c a m i g r u p n iż s z y c h . T e . o s t a t n i e z n a jd u j ą się w s z ę d z i e , i te s a m e ic h g a t u n k i m o ż e m y s p o t k a ć w e w s z y s t kich p u n k t a c h ziem i. W j a k i s p o s ó b m o ż e m y o b ja ś n ić tę w s z ę d o b y t n o ś ć or- g a n i z a c y j n i ż s z y c h ? M o ż e m y to p r z y p i s a ć ich c h a r a k t e r y s t y c z n e j w ła ś c iw o ś c i t w o r z e n i a cy st, k t ó r e p o s i a d a j ą z d o ln o ś ć w y s y c h a n i a bez u t r a t y ży c ia , a n a s t ę p n i e ł a t w o m o g ą b y ć p r z e n o s z o n e n a jro z m a it- szem i d ro g a m i. P r z y c h o d z ą w i ę c tutaj z p o m o c ą : w i a t r , z w i e r z ę t a ss ą c e , p ta k i p r z e l o t n e , c z a s a m i o w a d y , w r e s z c i e c z ło w ie k . Z n a n y j e s t p r z y k ł a d z E l o d e a c a n a d e n s i s , k tó r a z A m e r y k i p r z y b y ł a d o n a s , p r z y c z e p i o n a d o o k r ę tu , n i e d a w n o z a ś s t w i e r d z o n o w E l b i e o b e c n o ś ć p y sz n e j a m e r y k a ń s k i e j s ł o d k o w o d n e j P e c t i n e l l a m ag n ifica . B a d a n ia p. P e n a r d a w y k a z a ł y , że w L e m a n ie z n a j d u j e się 98°(1 R h i z o p o d a s ł o d k o w o d n y c h , o p i s a n y c h n a całej kuli z iem a k ie j.
W s z ę d o b y t n o ś ć jest o g ó ln a d la w s z y s t
kich P r o t o z o a i R o tif e ra ; mniej o g ó l n a
d la E n t o m o s t r a c e a , O l i g o c h e t a i P la n a ria ;
Jfc 48 W S Z E C H S W IA T
rzadka śród M ollusca i C rustacea; nie istnieje wreszcie zupełnie śród Verte- brata.
K w estya pochodzenia zw ierząt słodko
w odnych nie może być oddzielona od kwestyi ich rozpow szechnienia. W ydaje się ona nam mniej skom plikow ana, niż naogół sądzą z pow odu licznie w ypo
w iedzianych poglądów sprzecznych. Po tem w szystkiem , cośmy dotychcząs p o wiedzieli, dla nikogo zapew ne nie pozo
stanie w ątpliw em , że pochodzenia fauny wód lądow ych musimy szukać w morzu. T o zresztą nie budzi żadnych kontrow ersyj. Rów nież pew ne je st, że przystosow anie fauny morskiej do w a
runków w ód lądow ych miało ongi miej
sce. Ma to jednak miejsce i obecnie w zatokach lub lagunach, gdzie wody morskie i lądow e mieszają się nawzajem, i gdzie są zatem w arunki do stopnio
wego przystosow ania się zw ierząt m or
skich. W takich punktach globu, jak np.
morze Bałtyckie, gdzie słoność wody stopniow o zmniejsza się od zachodu ku w schodowi, mamy doskonałe w arunki do badań podobnych. W ciekawej p racy
„L’origine des anim aux d ’eau douce“
p. P elseneer opisuje analogiczne fakty z dw u głów nych obecnych centrów przy
stosow yw ania: m orza Czarnego i delty G angesu (razem z całym obszarem indomalajskim). P rzystosow yw anie odby
wało się już w epokach geologicznych bardzo odległych, lecz odbyw a się i obec- nia. W obec tego mamy wiele podstaw do przjrpuszczania, że te g rupy zwierząt, które całkow icie i w yraźnie należą do fauny wód lądow ych, przystosow yw ały się do w arunków odm iennego życia bardzo daw no, te zaś, które są odosobnione lub rozrzucone śród pokrew nych im form morskich, są, naogół, pochodzenia w zględ
nie niedaw nego.
Z chwilą, kiedy jakakolw iek forma przystosow ała się, pozostaje jej rozpow szechnić się po całym kontynencie, co umożliwiają jej rzeki i ich dopływy.
O czyw iście odbyw a się to bardzo powali.
Nie wiele jed nak organizm ów może zwycięsko dążyć przeciw ko prądow i rzek, a katarakty, w odospady i t. p. są prze
szkodami nie do przezw yciężenia. Dla organizm ów niższych pozostaje więc ko
nieczność przysw ojenia sobie takich po
staci przejściow ych, które pozwoliłyby, jak np. cysty, p rzetrw ać w arunki niedo
godne, a jednocześnie przenosić się z miejsca na miejsce. Jedni przypusz
czają, że organizmy dochodzą do tego jeszcze w w arunkach życia zatok; inni natom iast sądzą, że przystosow anie, o któ- rem mowa, zachodzi wówczas, kiedy za
toka przekształca się w jezioro, które stopniow o oddala się i z czasem nabiera w szystkich w łaściw ości w ód lądowych.
Lim nologista włoski, Pavesi, nie obaw iał się, rozumując w ten sposób, dojść do tak ryzykow nego tw ierdzenia, że w szy stkie jeziora europejskie pow stały taką w łaśnie drogą, i że w każdem w nich niezależnie gatunki morskie przekształ
cały się w słodkow odne. F akty z za
kresu historyi ziemi bezw ględnie przeczą tak krańcow o pojętej teoryi.
H . J . R.
761
Ź R Ó D Ł A G O R Ą C E I P R Z Y C Z Y N Y I CH M I NE R A L I Z A C Y I .
(Dokończenie).
3. Pochodzenie gazów w cieplicach.
W w odach cieplic znajdują się w roz
puszczeniu, albo też — z wodami temi razem w ydobyw ają się z ziemi liczne ciała gazowe. Głów nem i z pomiędzy nich są: dw utlenek węgla, azot i szla
chetni jego tow arzysze (argon, neon i t. d.), często siarkow odór, niekiedy wodór, me
tan, tlenosiarczek węgla, hel i w reszcie em anacya radow a. W ciągu w ykładu poprzedniego objaśniono pochodzenie praw ie w szystkich tych gazów .
A zot i jego tow arzysze a także hel, o ile się zdaje, tak samo jak w odór po
chodzą w części z ognisto-płynnej masy
ziemskiej, w części zaś są w ytw orem
762 W S Z E C H Ś W I A T 48
d z i a ł a n ia p a r y w o d n e j n a s k a ł y o g r z a n e d o c z e r w o n o ś c i.
K ie d y g r a n it , b r a n y p r z e z n a s n i e u s t a n n i e za p r z y k ła d , z e s t a l a s ię p o d nie- s ły c h a n e m c i ś n ie n ie m i w y t w a r z a w g ł ę b ia c h ziemi m a s y p o t ę ż n e , n i e t y l k o k w a r c z ł y s z c z k ie m i s k a l e n i e m m i e s z a ją się w p e w ie n w ł a ś c i w y s p o s ó b , w y d z i e la j ą c w o k r e ś l o n e m n a s t ę p s t w i e s w o j e k r y s z ta ły : W n a d z w y c z a j z ł o ż o n e m ś r o d o w is k u , w k tó r e m o d b y w a j ą - s i ę n a r o d z i n y g r a n i t u , o b o k g ł ó w n y c h j e g o c z ę ś c i s k ł a d o w y c h z n a jd u je s ię n i e z lic z o n e m n ó s t w o c ia ł i n n y c h , k t ó r e p r z y łą c z a j ą s ię d o p o p r z e d n i c h , t w o r z ą c t a k z w a n e p o s p o l ic i e
„z aniecz }rsz cze nia“. S ą to p r z e d e w s z y s t kiem , j a k w i d z i e l i ś m y już d a w n ie j, p i e r w i a s t k i w o d y , a dalej s ia r c z k i i s ia rk o - k r z e m i a n y , c h l o r k i i jodki, a r s e n k i , f o s forki lu b f o s f o r a n y , k r z e m i a n y p o t a s o w - ców , sole ż e la z a — w s z y s t k o z w ią z k i, k t ó r y c h i stn ie n ie w k a ż d e j p r a w i e p r ó b c e g r a n i t u m o że b y ć ł a t w o w y k a z a n e p r z e z r o z b ió r c h e m ic z n y . N i e m a w ą t p l i w o ś c i , że do te g o s z e r e g u d o d a ć n a l e ż y m a łe ilości a z o tk ó w , a m o ż e i a r g o n k ó w , co s t a n i e się w i d o c z n e m w d a l s z y m c ią g u o p o w i a d a n i a . P r z e z n a c z e n i e m t y c h w s z y s t kich ciał, p o n i e k ą d o b c y c h , c z y p r z y p a d k o w y c h w n o r m a l n y m s k ł a d z i e g r a n i t u , j e s t w a ż n y a n a w e t p r z e w a ż n y u d z i a ł w p r z e m i a n a c h , k t ó r e w y w o ł y w a ć b ę d z ie p a r a w o d n a , d z i a ła ją c a n a s k a ł ę w w y so k iej t e m p e r a t u r z e . W r z e c z y s a m e j, w y s u s z m y , j a k w y ż ej o p i s a n o , s p r o s z k o - w a n y g r a n i t , ofit, g n e j s c z y p o r f i r w 200— 230° i o g r z e w a j m y t e n p r o s z e k do 700 lub 800° w p ró ż n i. W y d z i e l a się . z n i e g o p r z e d e w s z y s t k i e m w o d a w ilości 7,5 g n a k ilo g ra m g r a n it u , 12,3 g n a t a k ą ż w a g ę p o r f ir u , 15 g — j e ż e l i w z ię to ofit i t. d. W y d z i e l o n a i w s p o m a g a n a p r z e z w p ł y w t e m p e r a t u r y c z e r w o n o ś c i, w o d a , w e d ł u g d o ś w i a d c z e ń G a u t i e r a , z o w e m i z a n ie c z y s z c z e n i a m i s k a ł y (a zotki, s i a r c z k i , s i a r k o k r z e m i a n y , w ę g l a n y , b o r k i , c h lo rk i, so le ż e l a z a i t. d.) d a p o c z ą t e k o b fity m il o ś c io m g a z ó w , k t ó r y c h m i e s z a n i n a ś c iśle o d p o w i a d a s w y m s k ł a d e m m ie s z a n in ie g a z o w e j , w j^rz uca- nej p r z e z w y b u c h y w u l k a n i c z n e , w cz ein n a s u p e w n i a r o z b i ó r c h e m ic z n y . O b j ę
to ś ć tej m i e s z a n i n y 3,5 do 18 r a z y p r z e n o si o b j ę to ś ć s k a ł y w z ię te j d o d o ś w i a d cz e n ia .
W d o ś w i a d c z e n i a c h , już tyle r a z y w s p o m n i a n y c h , w y d o b y w a n i a g a z ó w ze s k a ł p r z e z d z ia ł a n ie w o d y w ż a rz e c z e r w o n y m , j e d e n z b a r d z o w a ż n y c h w a r u n k ó w b y ł z u p e ł n i e n i e p o d o b n y do u k ł a d u z j a w is k w p r z y r o d z ie . P o m p a u s u w a ł a n i e u s t a n n i e w s z e l k ie c i a ł a lo t n e w m i a r ę t e g o , j a k się w y d z ie la ł y z m a s y sk aln ej.
S t ą d r e a k c y e , k t ó r e do p e ł n e g o s w e g o p r z e b i e g u w y m a g a j ą p e w n e g o czasu, w d o ś w i a d c z e n i u g a b i n e t o w e m o d b y ć się n ie m o g ą , co z k o n ie c z n o ś c i o d b ić się m u s i n a s k ł a d z i e il o ś c i o w y m p r o d u k t ó w o s t a t e c z n y c h . P o m i m o teg o , jeże li p o r ó w n a m y s k ła d m i e s z a n in y s z t u c z n i e w y d o b y t e j ze s k ł a d e m g a z ó w , w y d z i e l a n y c h p r z e z w u l k a n y , u d e r z y n a s d o s k o n a ł a z g o d n o ś ć ich s k ł a d u ja k o ś c i o w e g o , a w e w z g lę d z ie i l o ś c io w y m — jeżeli nie z g o d n o ś ć — to p r z y n a j m n ie j p e w n a od- p o w i e d n i o ś ć co do części s k ł a d o w y c h n a j w y d a t n i e js z y c h . W s z y s t k i e te w ł a ś c i w o ś c i u j a w n i c z y te l n ik o w i u w a ż n e p r z e j r z e n i e p o n iż sz e j tab liczk i.
G a z y , o tr z y m a n e p rz e z G a z y o g rz e w a n ie s k a ł w pró- w u lk a n ic z
żni. ne.
5 i-
O
‘1 1
■
u
4>.t;
3
c
n _
CS <DQJ "T-J 'O -p*
"o £
Ir
.£ 'i: O er3
cjJ o o O
<
O o
<■ ° b i i 2 6
z
Ć3 f°
t
r.
^W o d ó r w o ln y . . 7 7,30 3 1 ,0 0 5 6 ,2 9 6 1 ,9 22,3 16,12 D w u tl. w ę g l. i tlen o -
s ia rc z c k w ę g la . oc O 5 9 ,1 5 35,71 31,6 4 4 ,2 50,41 T le n e k w ę g la . . 4 ,9 3 4 ,2 0 4,85 5,4 4 ,5 — M e t a n ... 2,25 2 ,53 1,99 0 ,5 15,7 2 ,9 5 In n e w ę g lo w o d o r y . 0 ,0 0 0 ,0 0 0 ,0 0 0 ,0 0 0 ,0 0 0 ,0 0 S ia r k o w o d ó r. . . śla d 0 ,0 0 0 ,4 5 0 ,0 0 0 ,0 0 ś la d A z o t ( z a rg o n e m ) . 0 ,8 3 2 ,1 0 0 ,6 8 1,6( 12,2 3 0 ,3 2
A m o n ia k . . . . śla d śla d śla d śla d śla d
P o m i ę d z y g a z a m i p c w y ż s z e m i s ą takie, k t ó r e d l a z a jm u jąc ej n a s s p r a w y m a ją w i ę k s z e o d p o z o s t a ł y c h z n a c z e n ie , i o k t ó r y c h p o c h o d z e n i u d o t y c h c z a s n ie m ie liśm y s p o s o b n o ś c i m ó w ić.
A z o t, a r g o n , a z a p e w n e t a k ż e i hel
z n a jd u j e się z a w s z e w m ie s z a n in i e g a
zó w , w y d o b y t y c h , ze s k a ł i o g r z a n y c h
w p r ó ż n i do c z e r w o n o ś c i . C ia ła te s p o
W S Z E C H S W I A T 763
tykam y także w m nóstw ie wód gorących, a n aw et i zimnych. Lecz azot w stanie wolnym nie istnieje w skałach pierw ot
nych, jeżeli bow iem ogrzewam y je w próżni do 200°, otrzym ujem y tyle tylko azotu, ile pochodzić może z przylegają
cego do sproszkow anego m ateryału po
wietrza i przytem — w tow arzystw ie od
powiedniej ilości tlenu. Niedość tego — jeżeli w żarze czerw onym przez działanie zm niejszonego ciśnienia usuniem y w szyst
kie ciała lotne, jakie wogóle z danej skały mogą być otrzym ane, aż do ostatka, i w tedy w puścim y do przyrządu nieco pary wodnej, w ydzielanie gazów zaczyna się nanow o, a w ich mieszaninie w ystę
puje znow u azot, w idocznie pochodzący z rozkładu zaw artych w skale azotków metalicznych. W ydziela się on zatem dopiero w żarze czerw onym i mamy podstaw ę do przypuszczania, że pochodzi głów nie z azotku żelaza, ciała sp o tyka
nego w law ach i skałach pochodzenia w ulkanicznego. Przez działanie pary wodnej na azotek żelaza otrzym ujem y tlenek tego m etalu i azot, którem u zaw sze tow arzyszy m iała ilość amoniaku.
Ten zaś ostatni, obok azotu, znajduje się stale w produktach „destylacyi" skał krystalicznych i we w szystkich bez wy
jątku w yziew ach w ulkanicznych. Należy przypuszczać, że takież samo je st po
chodzenie argonu, gdyż bardzo być może, że w głębiach ziemi, pod olbrzymiem ciśnieniem, jakie tam panuje, argon za
chowuje się inaczej, niż w naszych pra
cow niach naukow ych i wchodzi w połą
czenia z metalami, podobne we w łasno
ściach do azotków.
M nóstwo cieplic — P anticosa, Caute- rets, Luchon, Plom bieres, A kw izgran, Eaux-Bonnes, G astein i bardzo w iele in
nych — w yziew a obfitość azotu. P. Mou- reu, który badał te w yziewy, znajduje w nich zw ykle i argon i neon, a cza
sami nadto i hel. W gazie, który się w ydziela dużem i pęcherzam i ze źródła chłodnego w M aizieres p. Moureu znalazł 3 do 4 ° j0 argonu z neonem i aż do 5 ° j 0 helu. T en sam badacz znalazł hel w śród gazów, w ydzielanych przez źródła w Plom
bieres, Bains, Luxcuil, Neris, Yichy, Sa-
jY« 4 8
