STACYA ZOOLOGICZHA i^dres lESed-etlccyi: Klralszowsłcle-^rzeciiaa.ieści©, DSTr ©©. J\&

J\& 4 3 . Warszawa, d. 22 października 1893 r. T o m X I I .

TYGODNIK POPULARNY, POŚWIĘCONY NAUKOM PRZYRODNICZYM.

P R E N U M E R A TA „W S Z E C H Ś W IA T A ".

W W a rs z a w ie : rocznie rs. 8 kwartalnie „ 2 Z p rz e s y łk ą p o c z to w ą : rocznie „ lo

półrocznie „ 5

K o m ite t R edakcyjny W s zec h ś w iata stanowią Panowie:

A lexandrowicz J., D eike K., Dickstein S., H oyer H , Jurkiew icz K ., Kw ietniew ski W ł., Kram sztyk S., Na- tanson J., Prauss St., Sztolcman J. i W róblew ski W .

Prenumerować można w Redakcyi „W szechświata*

i w e wszystkich księgarniach w kraju i zagranicą.

i^dres lESed-etlccyi: Klralszowsłcle-^rzeciiaa.ieści©, D S T r © © .

S T A C Y A ZOOLOGICZHA

W TE.YEŚCIE.

Przed kilku laty podałem we Wszechświe- cie wiadomość o stacyi zoologicznej w Roscoff, a następnie o takiejże instytucyi w Concar- neau. Obie te stacye znajdują, się na północo- zacbodzie Erancyi, w Bretonii. Obecnie je­

stem w tern szczęśliwem położeniu, że od kilku tygodni przebywam na stacyi tryesteńskiej.

D la nas ta ostatnia jest szczególniej ważną, gdyż jest najbliższą, a dla biologów naszych w Krakowie i Lwowie pod każdym względem najdostępniejszą.

Wogóle Adryatyk, a zwłaszcza zatoka Tryesteńska, jest dla mieszkańców południo­

wej części Europy środkowej najłatwiej do- stępnem morzem. Mniej więcej w dwanaście godzin pospiesznym pociągiem przeniesieni zostajemy z W iednia nad przecudną zatokę Tryesteńską. Pierwsze wrażenie tej zatoki jest nadzwyczaj pociągające. Po godzinnej jeździe po jałowych i martwych obszarach

I K arstu pomiędzy Adelsberg, gdzie znajdują I się słynne groty stalaktytowe i Nebrassiną

J

pociąg kolei żelaznej spuszcza się po dosyć znacznej pochyłości ku wybrzeżom morskim i podróżny zostaje bez żadnego przejścia na­

gle olśniony widokiem szerokiej jasno-niebie- skiej powierzchni morza Adryatyckiego, na której migotają żagielki barek rybackich.

W dali widnieje miasto, błękitną mgłą okryte.

Pociąg z szybkością zjeżdża jeszcze niżej, mi­

ja nad brzegiem morza przecudne Miramare i zatrzymuje się przed niezwykle długim i wiel­

kim dworcem w Tryeście.

Zatoka Tryesteńska przedstawia północną odnogę morza Adryatyckiego. Wschodnie wybrzeże tej części morza różni się zasadniczo od zachodniego. Wzdłuż wschodniego brzegu od Tryestu do Pola i dalej aż do Fiume znaj­

dujemy liczne wyspy, zagłębia i kanały oraz szereg miast portowych pierwszorzędnego znaczenia (Pirano, Pola, Fiume i t. d.) Prze­

ciwnie zaś części wschodniego wybrzeża od Tryestu na północ oraz zachodni brzeg aż do Wenecyi jest płaski, piaszczysty, błotnisty, bogaty w ławice piasku. Ta rozmaitość w na­

turze brzegów na północy od Tryestu i na południu sprawia, że i fauna zatoki Tryesteń­

skiej i jej okolic odznacza się rozmaitością

674

N r 43.

i różnorodnością. Dno morskie zatoki jest przeważnie muliste, głębokość rozmaita. N a linii przeprowadzonej w prostym kierunku od Tryestu do Promontore na odległości 37 ki­

lometrów znajdujemy wszędzie głębokość od 40 do 43 metrów. W Quarnero (na południu od Tryestu) głębokość dosięga 60 do 80 me­

trów. W ielką osobliwość zatoki w okolicy ostatnio wymienionego miejsca stanowić ma­

ją źródła podmorskie. T ak np. słodkowodne jezioro Y rana na wyspie Cherso na południu od zatoki Tryesteńskiej otrzymuje swoję wodę nie z wyspy, lecz podobno z lądu stałego, skąd woda ta pod dnem morskiem źródłami dopły­

wa i przez szczeliny w dnie przechodzi do je ­ ziora; przekonano się o tem za pomocą mie­

rzenia tem peratury i składu wody. Przypły­

wy i odpływy morza wahają się pomiędzy 0, 3 i 2 metrami i są bardzo zależne od miej­

scowości i od panujących wiatrów. Najwię­

kszy odpływ bywa wogóle na morzu Adryaty- ckiem w miesiącu lutym, największy przypływ we wrześniu. Z prądów panujących w morzu Adryatyckiem zasługuje na uwagę stały prąd główny, płynący od brzegówDalmacyi ku Quar- nero i dalej wzdłuż brzegów Istry i ku Wene- cyi. N a morzu Adryatyckiem i specyalnie w zatoce Tryesteńskiej panują często wiatry, które wpływają bardzo na zmianę fauny pela- gicznej, a mianowicie przypędzają nieraz ku wybrzeżom ławice pewnych zwierząt; najbar­

dziej znane i najgwałtowniejsze z tych wia­

trów są: bora, który wieje pionowo do brze­

gu, tram otana czyli północny, greco czyli północo-wschodni, sirocco czyli południowo- wschodni i t. d.

Scharakteryzowawszy pokrótce morze, przy­

stąpimy teraz do opisu stacyi.

Stacya tryesteńska mieści się w odległości bardzo nieznacznej od samego brzegu morza, w okolicy m iasta zwanej St. Andreas, a raczej już na przedmieściu. St. A ndreas jest to piękna ulica, wysadzona drzewami, ciągnąca się od m iasta wzdłuż wybrzeża morskiego i będąca ulubionem miejscem wycieczek pod­

miejskich dla mieszkańców Tryestu, gdyż z pięknego tarasu na końcu tej ulicy roztacza się wspaniały widok na zatokę Tryesteńską.

N a początku St. A ndreas mieści się gmach stacyi, budynek murowany, jednopiętrowy, umieszczony w ogrodzie niewielkim, lecz nader

cienistym, obfitującym w krzewy południowe i winną latorośl.

N a dole mieści się lokal miejscowego dyre­

ktora stacyi, dra Ed. Gaeffego oraz muze­

um zoologiczne, w którem znajdujemy dosko­

nale zachowane wszystkie gatunki zwierząt, znalezione dotychczas w samej zatoce Trye­

steńskiej. N a piętrze znajdują się pokoje dla przyrodników, zajmujących się badaniami na stacyi oraz biblioteka.

W gmachu pracować może wygodnie jedno­

cześnie kilkanaście osób. Każdy otrzymuje stół, wszelkie odczynniki, lecz tylko ograni­

czoną ilość alkoholu; narzędzia należy mieć własne. K to jednak wyjątkowo nie przywozi z sobą tych ostatnich, otrzymuje je od dyrek- cyi. Rybacy codziennie, a po większej części dwa razy dziennie wyjeżdżają na morze dla połowu i dostarczają pracującym materyału.

P od tym względem dr Gaeffe jest nadzwyczaj uprzejmy i dokłada wszelkich starań, aby pracującym nie zbywało na materyale. W su- terynach gmachu mieszczą się akwarya; jest ich kilkanaście i są utrzymywane we wzoro-

| wym porządku. Zwierzęta, poławiane przez rybaków, jeśli nie są na razie potrzebne p ra ­ cującym, umieszczane zostają w akwaryach,

| skąd każdy z pracujących może je sobie w ka­

żdej chwili zabierać. J e st to urządzenie bar- j dzo dogodne.

Laboratoryum otwarte jest w ciągu całego roku, codziennie od 7 rano w lecie i od 8

| w zimie aż do zmroku; w niedziele i święta

| zajęcia odbywają się tylko do południa. Aże­

by uzyskać pozwolenie pracowania na stacyi, należy zwrócić się prywatnie do głównego dy­

rektora, prof. C. Clausa w Wiedniu oraz urzę- downie do austryackiego ministeryum oświe­

cenia, które zapytuje od siebie prof. Clausa o opinią.

Stacya tryesteńska ma za sobą piękną przeszłość naukową; od chwili jej założenia t. j. od r. 1875 aż do dziś dnia przewinęły się przez nią pierwszorzędne współczesne siły naukowe, a „Arbeiten aus dem Zoolog. In- stitute zu W ien und aus der Zoolog. Station zu T riest”, wychodzące pod redakcyą prof.

Clausa oraz liczne inne czasopisma specyalne zawierają ogromną ilość rozpraw wykonanych na stacyi, które wielce się przyczyniły do po­

stępu wiedzy biologicznej. Z nazwisk, zapi­

sanych w księdze pamiątkowej stacyi, wyli­

N r 43.

675 czymy tylko chociażby następujące: Rabę,

Hatschek, Graber, A. Kowalewski, Heider, Korschelt, K rukenberg, Lendenfeld, C. Grob- ben, L. Graff i t. d. i t. d.

Tu zostały dokonane doniosłe prace Ha- tscheka nad rozwojem robaków, znakomite poszukiwania Kowalewskiego nad rozwojem osłonnic, ważne badania Grobbena nad roz­

wojem i budową niższych skorupiaków, nader liczne i ważne prace dyrektora prof. C. Clausa nad fauną i morfologią skorupiaków morskich oraz meduz i t. d., słowem stacya ma praw­

dziwie piękną kartę w kistoryi zoologii i mor­

fologii porównawczej. Powodzenie swoje za­

wdzięcza ona nietylko doskonałemu urządze­

niu wewnętrznemu, ale także nadzwyczajnemu bogactwu fauny okolicznej.

Noctiluca miliaris, tak pospolita w wielu morzach oceanu Atlantyckiego, nigdy się nie zdarza w zatoce Tryesteńskiej; od niezliczone­

go atoli mnóstwa otwornie, radyolaryj i innych pierwotniaków aż się roi w wodach zatoki.

W gąbki nadzwyczajnie obfituje Adryatyk, jak to jeszcze był wykazał Oskar Schmidt;

w samej zatoce żyje ich również mnóstwo, większość gatunków przebywa tu w głębszych miejscach na kamieniach podwodnych i ławi­

cach; niektóre, jak Aplysina i Ceraospongia, żyją w średnich głębokościach, a niektóre bli- zko samego brzegu, pod spodem kamieni.

W spaniała wielka gąbka Sycon raphanus osiedla się często na palach w porcie, Viva—

przytwierdza się do kamieni i muszli. D r E.

Graeffe w pracy swej z r. 1882 wykazał obe­

cność 45 gatunków gąbek w samej zatoce Tryesteńskiej.

Z innych jamochłonnych pospolite są w za­

toce liczne gatunki (około 30) ukwiałów, z tych niektóre np. Actinia mesembryanthe- mum i rodzaj Anemonia tworzą często bardzo wielkie darniny na dnie w głębokości kilku sążni.

Meduz (Acalephae) żyje w zatoce ograni­

czona ilość gatunków, lecz znaczna ilość oso­

bników; występują tu one osobliwie licznie w miesiącach: maju, czerwcu i lipcu. Zasłu­

guje na uwagę obecność w zatoce znanego rodzaju Lucernaria, który w ogólności należy do mórz bardziej północnych. Interesującą jest spółka życiowa czyli symbioza, jak ą tu nader często spotkać można pomiędzy wiel- kiemi gatunkami meduz z rodzaju Rhizosto-

ma, a młodemi formami niektórych ryb z ro­

dzaju Stromateus i Gadus. Meduzy te mają nader liczne organy parzące, które przy ze­

tknięciu ze skórą ludzką sprawiają nader bo­

lesne oparzenia, a na mniejsze zwierzęta działają zabójczo; pomimo to, rzecz dziwna, wspomniane rybki bezkarnie przesiadują pod dzwonem i pomiędzy ramionami meduzy, znaj­

dując tam dla siebie doskonałą ochronę.

Dotąd znaleziono tu około 10 gatunków me­

duz. Z a to meduzopławy tworzą pod wzglę­

dem ilościowym główną część składową fauny jamochłonnych w zatoce tutejszej, a mianowi­

cie dotąd znaleziono już około 60 gatunków.

Grzebienie żyje tu tylko kilka (5) gatunków.

Szkarłupnie (Echinodermata) stanowią w zatoce Tryesteńskiej więcej niż '/3 wszyst­

kich śródziemnomorskich gatunków; pospolite są tak w samym porcie, jak i w całej szeroko­

ści zatoki. N a głębokości kilku sążni na dnie piaszczystem i kamienistem spotkać można często całe masy holoturyj (H. tubulosa) i jeżowców. Niedaleko Tryestu, w Rovigno napotkać można największe wężowidło Adrya- tyku, Ophioderma longicauda; w głębokości 8 do 20 sążni żyje Synapta, Cucumaria i An- tedon rosaceus, o różnych odmianach w ubar­

wieniu (żółtawem, pomarańczowem, ciemno- wiśniowem i t. d.) Wogóle żyje tu do 50 ga­

tunków szkarłupni.

Z robaków jest tu nadzwyczajnie pospolita znana, jak szkło przejrzysta, Sagitta oraz li­

czne gatunki szczecionogów, budujące sobie pochewki rurkowate i t. p. Mięczaków—

mnóstwo, szczególniej głowonogów wielkie bo­

gactwo, a na słynnym targu rybim w Trye- ście widzieć można całe stosy mątew i innych mniejszych i większych form głowonogów.

N ader bogatą jest fauna skorupiaków;

w licznych pracach Clausa i jego uczniów zna­

leźć można spisy nieprzebranej ilości form niższych i wyższych grup skorupiaków.

Osłonnic gatunków niezbyt wiele, ale za to osobników wielkie bogactwo; najpospolitszym gatunkiem jest Ceonia (Ascidia) canina.

Rzecz dziwna, że lancetnika (Amphioxus lan-

ceolatus) tak pospolitego w innych okolicach

morza Śródziemnego, niema tutaj wcale. Ryb

poznano dotąd do 200 gatunków. Pospolity

jest tu minóg morski, mnóstwo gatunków ryb

spodoustych (Acanthias, Sąuatina, Mustellus,

Torpeda, R aja i t. d.), z kostołuskich zdarza

676

N r 43.

się jesiotr, Accipenser sturio, a z kościstych wspomnę o sardynce, makreli, o tuńczyku, kilku gatunkach fląder i fląderek i t. d. N ad­

zwyczajnie zajmujący, a dla zoologa wielce ciekawy jest wyżej wspomniany tutejszy targ rybi. W ciągu godziny, obchodząc stragany, można tu się przyjrzeć wielkiej ilości najroz­

maitszych i najdziwaczniejszych postaci ryb morskich, a za tanie pieniądze zakupić można liczne gatunki dla muzeum lub dla pracowni anatomicznej.

D r Jó zef Nusbaum.

CHLOR PŁYM Y.

Niektóre gazy m ają liczne zastosowania w przemyśle, a do tej liczby należą przede- wszystkiem dwutlenek węgla, dwutlenek siar­

ki, chlor i amoniak. Stosowanie jednakże materyału w stanie gazowym jest bardzo nie- dogodnem: przy znacznej objętości posiada się m ałą wagę, niemówiąc już o tem, że prze­

syłanie ciał podobnych na dalsze odległości jest wręcz niemożliwe. Nasycenie zaś gaza­

mi ciał rozpuszczających je w sobie, np. wody, jest również niekorzystnem, w stosunku bo­

wiem do ilości gazu rozpuszczonego w roz­

tworach takich jest zadużo balastu w postaci rozpuszczalnika. Nie pozostaje więc nic in­

nego fabrykantowi jak użycie materyałów stałych, mogących w odpowiednich w arun­

kach wydzielać ciała gazowe (węglanów, siar- konu wapnia, soli amonowych, chlorku wapna i t. d.) Tym sposobem fabrykant musi sam wytwarzać m ateryał pomocniczy, narażając się na koszty urządzenia potrzebnego do tego celu i nieuniknione straty w wydajności wskutek dłuższego przechowywania mate­

ryału surowego. W ypada więc spożytkować własność gazów skraplania się pod wpływem ciśnienia i zniżenia tem peratury: z kilkaset- krotnej objętości gazu otrzymuje się wtedy jednę objętość cieczy.

W yrób płynnych dwutlenków węgla i siarki, jakoteż amoniaku odbywa się już oddawna i ciała te znajdują chętnych nabywców w od­

powiednich gałęziach przemysłu.

Chlor znany był do niedawna w stanie płynnym tylko w pracowniach chemicznych.

Ogrzewając słabo jedno ramię rurki F a ­ radaya, zawierające t. zw. wodan chloru (Ol— (— 5 H 20 ) i oziębiając jednocześnie drugie ramię, okazać można doświadczalnie skrople­

nie niewielkiej ilości chloru.

Wobec niestałości chlorku wapna, związku służącego obecnie j)rawie wyłącznie do wyro­

bu chloru oraz balastu niepotrzebnego, jaki stanowi wapno tego związku, a wreszcie ko­

sztów (kwas siarczany) wydzielania z tego m ateryału chloru, naturalnem jest dążenie fabrykantów do zastąpienia go chlorem płyn­

nym. Sposób otrzymywania chloru płynnego na większą skalę został opisany w Wszech- św iecieN rl7 z r. 1891. Obecnie podajemy opis zbiorników, służących do przesyłania tego przetworu. Naczynia te z blachy żelaznej szwejsowanej lub stalowej zawierają 30—50

100 kg. Ponieważ chlor płynny całkowicie pozbawiony wilgoci nie nagryza żelaza, mie­

dzi i ołowiu, niema więc obawy o to, aby na­

czynia ulegały prędkiemu zniszczeniu. Z na­

czynia, zawierającego 50 kg chloru płynne­

go, otrzymuje się 15000 litrów chloru gazo­

wego. Ciężar właściwy chloru płynnego wy­

nosi około 1,33. Ciśnienie w zbiorniku przy 15° wynosi 6 atmosfer, przy 35° dochodzi do 10 atmosfer, naczynia zaś same próbowane są na wytrzymałość ciśnienia do 100 atmosfer.

Zbiorniki używane przez fabrykę chemicz­

ną „Rhenania” w Akwizgranie (fig. 1) skła­

dają się z cylindra wysokiego na 1 300 mm i mającego 210 mm średnicy i posiadają 2 wentyle, nakrywane klapą ochronną A. W y­

dzielanie z naczyń tych chloru w postaci gazu odbywa się w następujący sposób: naczynie ustawia się prostopadle, zdejmuje kapę ochronną, wykręca m utrę B łub B ’, zamyka­

jącą wylot wentyla F lu b V \ wkręca nato­

miast mutrę C (naszkicowaną obok) i łączy j ą z rurą (najlepiej ołowianą), mającą odpro­

wadzać gaz do miejsca przeznaczenia, albo też zamiast mutry C wkłada się bezpośrednio na gwint rurę gumową do odprowadzenia ga­

zu. Uskuteczniwszy połączenie szczelne mię­

dzy naczyniem i przewodem gazowym, otwie­

ram y jeden z wentylów F lu b V ’, jednakże

bardzo powoli, aby nie nastąpiło pęknięcie

przewodu wskutek raptownego wydzielenia

N r 43.

677 gazu. Ponieważ wskutek przechodzenia chlo­

ru płynnego w stan gazowy, tem peratura we­

wnątrz naczynia znacznie się obniża i wydzie­

lanie dalsze gazu ustaje, należy więc naczy­

nie doprowadzić znowu do temperatury nor­

malnej, okładając je płótnem zmoczonem w wodzie letniej, albo lepiej wstawiając do beczki z ciepłą wodą.

Zbiornik cbloru płynnego.

Chcąc otrzymać z naczynia chlor w stanie ciekłym, kładzie się je poziomo na jakiejkol­

wiek odpowiedniej podstawie, tak, aby otwór rurki a, znajdujący się wewnątrz naczynia, skierowany był na dół, następnie zakłada się m utrę C z kolankiem wygiętem, łączy je z na­

czyniem, do którego chlor ma być przeprowa­

dzony i otwiera powoli wentyl. Naczynia

z chlorem płynnym należy przechowywać w temperaturze niezbyt wysokiej, aby nie zwiększać niepotrzebnie ciśnienia wewnętrz­

nego; podczas przesyłania obchodzić się z nie­

mi należy ostrożnie i nie narażać na zbyt sil­

ne wstrząśnienia. Do użytku laboratoryjne­

go służą zbiorniki małe, zawierające około 4

Edward Małyszczycki

0 POLARYZACYI ŚWIATŁA.

(Ciąg dalszy).

Najprostszym przyrządem polaryzacyjnym są „cąźki turmalinowe.” Turmalin jest ró­

wnież minerałem podwójnie łamiącym świa­

tło, ale posiada tę własność, źe zatrzymuje czyli pochłania promień zwyczajny, prze­

puszcza zaś promień nadzwyczajny; promień więc przechodzący przez cienką płytkę, wy­

ciętą z kryształu turmalinu, przez drugą po­

dobną płytkę przejść może tylko w pewnem jej położeniu, wtedy mianowicie, gdy oś jej krystaliczna równoległa jest do osi płytki pierwszej; gdy zaś osi te są do siebie nawza­

jem prostopadłe, promień przez płytkę drugą nie przechodzi.

Urządzenie takiego przyrządu polaryzacyj­

nego objaśnia fig. 7. D rut mosiężny, zgięty w postaci cąźek, zakończony jest pierścienia­

mi, w których dają się obracać osady, obej­

mujące krążki turmalinowe. Gdy obie płytki m ają położenie takie, źe osi ich są równole­

głe, promień, spolaryzowany przez pierwszą

z nich, przedostaje się przez drugą, pole więc

678

N r 43 .

widzenia jest rozjaśnione (fig. 8); gdy zaś osi są skrzyżowane, pole widzenia ciemnieje (fig. 9).

Fig. 8.

Turm alin występuje w rożnem zabarwieniu;

odmiany zbyt ciemne muszą być wycinane w bardzo cienkie płytki, inaczej bowiem sta­

j ą się nieprzezroczyste; najczęściej używane są

Fig. 9.

odmiany ciemno zielone, których płytki gru­

bości 1 milimetra dostatecznie światło 'pola­

ryzują.

VI.

Dotychczas zajmowaliśmy się jedynie opi­

sem zasadniczych zjawisk polaryzacyi i metod ich badania; z kolei więc zapytać należy, jaka jest ich przyczyna fizyczna, a wyjaśnienia te­

go szukać oczywiście trzeba w ogólnej teoryi światła.

W edle pojęć dzisiejszych światło jest obja­

wem drgań eteru, substancyi sprężystej, roz­

lanej w przestrzeni świata i przenikającej wszystkie ciała. J e s t to wprawdzie substan- cya przypuszczalna tylko i zmysłom naszym niepodległa, hipoteza ta wszakże najlepiej dozwala nam zdać sobie sprawę ze zjawisk i ze wszystkiemi znanemi faktami w zupełnej pozostaje zgodzie. Widoczny obraz ruchu drgającego daje nam widok fal rozbiegają- cych się na powierzchni wody. W falowaniu

tem cząsteczki wody drgają, pozostając na swych miejscach i obiegając jedynie drogi do­

koła pewnych punktów centralnych; ruch więc tylko rozchodzi się, udzielając się czą­

steczkom coraz dalszym, tak że przesuwa się on o jednę falę w czasie, w którym oddzielna cząsteczka drgnięcie jedno kończy.

Jaśniejszą jeszcze analogią do drgań świetl­

nych dają nam drgania głosowe, w strunie lub fujarce. Pomiędzy wszakże drganiem struny a drganiem powietrza w fujarce za­

chodzi uderzająca różnica. W strunie brzmią­

cej drgające jej cząsteczki wychylają się z niej w górę i ku dołowi, odbywają ruchy poprzeczne względem kierunku, w którym się bieg fali rozchodzi; w fujarce zaś, podobnie zresztą jak iw swobodnem powietrzu, które głos roznosi, zachodzą tylko naprzemian za­

gęszczenia i rozrzedzenia, cząsteczki powie­

trz a skupiają się i rozbiegają, drgania mają miejsce w tymże samym kierunku, w jakim się fala głosowa posuwa. Struna drgająca wygina się w jednę i drugą stronę, za „górą”

następuje „dół” fali; w falach powietrznych wyrażenia te, góra i dół, mają znaczenie przenośne tylko, odpowiadają jedynie zagęsz­

czeniom i rozrzedzeniom powietrza, różnicę zaś tę określamy, mówiąc, że drgania struny są „poprzeczne,” drgania zaś powietrza „po­

dłużne.” Wyobraźmy sobie, że słup powie­

trza drgającego staje się dla nas widocznym, w takim razie, gdyby się dokoła swej osi obracał, nie okazywałby nam przy tym obro­

cie żadnej zgoła zmiany, ze wszech stron wi­

dzielibyśmy go jednakim; gdyby zaś obrotowi takiemu ulegała struna, w różnych swych względem nas położeniach przedstawiałaby się wciąż odmiennie, a oko umieszczone w sa­

mej że płaszczyźnie drgań, to jest w płaszczy­

źnie, w której się cząstki wychylają, zgołaby drgań tych nie widziało.

Dowód, że światło jest objawem drgań, dają zjawiska interferencyi czyli krzyżowania;

gdy dwa promienie zbiegają się swemi górami lub swemi dołami, czyli jednakiemi swemi fa­

zami, wtedy ruchy te sumują się, wzmagają się nawzajem, natężenie światła w punkcie zetknięcia staje się silniejszem; gdy natomiast przy skrzyżowaniu promieni zbiegają się ich fazy przeciwne—góra fali jednej z dołem dru­

giej—ruchy te nawzajem się osłabiają i zno­

szą zupełnie, w punkcie przecięcia promieni

N r 43.

niknie światło, występuje ciemność. Interferen- cya wszakże światła rozstrzygnąć bynajmniej nie może pytania, w jakim kierunku zachodzą drgania eteru, czy są poprzeczne, czy też po­

dłużne względem promienia. Ponieważ wią­

zka promieni światła zwykłego nie okazuje zmian żadnych przy obrocie, czyli zachowuje się, ja k słup powietrza drgającego, moźnaby sądzić, źe drgania eteru są podłużne, zjawi­

ska jednak polaryzacyi przeczą temu wyra­

źnie. Poznaliśmy bowiem, źe promień świa­

tła spolaryzowanego okazuje jakby pewną bo- czność, obrót polaryzatora wywołuje jego rozjaśnianie i przytłumianie, z różnych stron przedstawia się nam rozmaicie, zachodzą w nim zmiany odpowiadające przeobrażeniom, jakim musiałaby ulegać i obracająca się stru­

na. Analogia ta zatem prowadzi dalej do wniosku, źe drgania eteru w promieniu spola­

ryzowanym zachodzą w sposób taki, jak drga­

nia struny, prostopadle zatem do kierunku promienia; wyobrażać więc sobie winniśmy, że cząsteczki eteru wychylają się tu w jednę i drugą stronę promienia, ( odbywając drogi wzajemnie między sobą równoległe, przypa­

dające na jednej płaszczyźnie. N a podstawie więc tych rozważań określić możemy promień spolaryzowany, jako promień, którego wszyst­

kie drgania zachodzą na jednej płaszczyźnie;

w takim zaś razie rozstrzygnąć należy pyta­

nie: ja k mamy pojmować zwykłe, niespolary- zowane światło, które boczności żadnej nie okazuje, czyli zmian żadnych przy obrocie nie doznaje. Nie możemy przecież teraz przyjąć, że w promieniu zwykłym drgania są podłużne, gdy w spolaryzowanym są poprze­

czne, niepodobna bowiem byłoby zdać sobie sprawy z samego aktu polaryzacyi, któryby wtedy polegał na nieprawdopodobnem prze­

inaczeniu się drgań podłużnych w’poprzeczne.

Należy więc zgodzić się, źe i w promieniu zwykłym drgania są poprzeczne, dokonywają | się wszakże nie w jednej płaszczyźnie, ale we wszelkich możebnych kierunkach, na wszyst­

kie strony promienia. Wyobrazić to sobie

możemy najłatwiej, jeżeli przyjmiemy, źe ka- j źda cząstka eteru wykonywa oddzielne swe drgania nie w jednym statecznym kierunku, ale każde następne drgnięcie w kierunku nie­

co zmienionym, tak źe w ciągu nader krótkie­

go czasu wychyla się na wszystkie strony.—

Jeżeli zaś promień światła zwykłego w jaki­

kolwiek sposób ulega polaryzacyi, znaczy to, że tworzące go drgania rozkładają się—we­

dług zasady równoległoboku sił—na drgania, dokonywające się w dwu płaszczyznach, przez kierunek promienia przechodzących i do sie­

bie nawzajem prostopadłych.

Płaszczyzna, w której przypadają drgania promienia spolaryzowanego, nazywa się „pła­

szczyzną drgań”, w promieniu spolaryzowa­

nym przez odbicie płaszczyzna ta jest prosto­

padłą do płaszczyzny padania, a zatem do

„płaszczyzny polaryzacyi”. Tak przynaj­

mniej, na podstawie dostrzeżonych szczegó­

łów, wnosi przeważna liczba fizyków, chociaż niektórzy sądzą, że w promieniu przez odbicie się spolaryzowanym drgania dokonywają się właśnie na płaszczyźnie polaryzacyi. W ogól­

ności teź płaszczyznę polaryzacyi promienia określa się jako płaszczyznę, do której drga­

nia, promień ten tworzące, są prostopadłe.

W edług tego, obraz promienia spolaryzo­

wanego daje nam fig. 10; promień światła zwykłego ab pada tu pod kątem 55° na zwierciadło szklane E S, odbijając się przeto

F i g . 1 0.

od niego w kierunku be., ulega polaryzacyi.

Płaszczyzną polaryzacyi jest płaszczyzna pa­

dania, to jest płaszczyzna przechodząca przez linie ab i bc, drgania zaś promienia odbitego i spolaryzowanego bc dokonywają się w p ła ­ szczyźnie do niej prostopadłej, są zatem ró­

wnoległe do f d , czyli, innemi słowy, płaszczy­

zna fdlm jest płaszczyzną drgań.

Światło, odbijające się od powierzchni szkła jest w ogólności zawsze częściowo spolaryzo­

wane. Grdy mianowicie drganie uderza uko­

śnie o powierzchnię odbijającą, wtedy rozpada się ono na dwa drgania składowe, z których jedno zachodzi na samej płaszczyźnie odbija­

jącej, drugie zaś do niej prostopadle; pierw­

sza z tych części składowych przedrzeć się

680

N r 43.

po za płaszczyznę odbijającą nie może i nie przenika do szkła, ale się od niego odbija;

promień odbity, z drgań takich złożony, był­

by tedy zupełnie spolaryzowanym, gdyby i druga składowa częściowemu nie ulegała od­

biciu. D rgania pierwsze zachodzą prostopa­

dle do płaszczyzny padania, prostopadłe więc do nich drgania drugiej składowej przypadać muszą na tej właśnie płaszczyźnie; gdy zaś ta druga składowa zgoła nie ulega odbiciu, ale całkowicie do ciała odbijającego przenika, wtedy promień odbity jest zupełnie czyli cał­

kowicie spolaryzowany,—a przypadek ten, jak już wiemy, ma miejsce, gdy promień od­

bity jest prostopadły do załamanego (fig. 4).

Aby zaś związek ten uzasadnić teoretycznie, należałoby nam obliczyć natężenie promienia odbitego i załamanego; opierając się zaś na zasadzie, że energia ruchu falowego promie­

nia padającego wyrównywa sumie energii obu powyższych promieni odbitego i załamanego, można drogą wywodów matematycznych wy­

kazać słuszność tego twierdzenia, które więc w taki sposób jest wynikiem ogólnej zasady zachowania energii.

Rozważaliśmy dotąd odbijanie się promie­

nia światła zwykłego. Dajmy teraz, źe na

zwierciadło E S (fig. 10) pada promień już

spolaryzowany cb. Jeżeli, jak w przypadku na rycinie przedstawionym, drgania są równo­

ległe do zwierciadła, są teź prostopadłe do płaszczyzny padania; ale tak właśnie spolary­

zowane promienie ulegają odbiciu, promień zatem odbija się w kierunku ba, zachowując drgania równoległe do fd . Jeżeli natomiast drgania promienia spolaryzowanego, padają­

cego na płytę szklaną pod kątem polaryzacyi, zachodzą w płaszczyźnie padania cba, to ża­

dna zgoła część składowa promienia tego odbić się od płyty tej nie może, ale przez nią przechodzi, zachowując niezmienną płaszczy­

znę drgań. Tłumaczy to więc zmiany natę­

żenia blasku promienia odbijającego się od analizatora (fig. 3).

Należy nam teraz zwrócić się do polaryzacyi powstającej przez podwójne załamanie, by wyjaśnić przyczynę, która ją powoduje.

Widzieliśmy, źe załamanie podwójne nie zachodzi bynajmniej w kryształach szeregu foremnego podobnie j a k i w ciałach krystali­

cznych, wywołują je zaś inne formy krysta­

liczne, widocznie zatem wiąże się objaw ten

z wewnętrzną ciał budową. Otóż, kryształy szeregu foremnego przedstawiają we wszyst­

kich swych kierunkach jednostajność zupełną, cząstki ich więc rozłożone są we wszystkich tych kierunkach z jednakową gęstością, a tem samem przyjąć należy, źe i zawarty w nich eter we wszystkich kierunkach jednaką posia­

da gęstość. W kryształach układu kwadra­

towego lub sześciokątnego natomiast niema już jednostajności takiej, są to ciała różno- zwrotne, w kierunku bowiem osi głównej kry­

ształów gęstość cząsteczek jest inna, aniżeli w kierunkach do osi tej prostopadłych, a tem samem i gęstość eteru w kierunku osi głównej musi być większa lub mniejsza, aniżeli w kie­

runkach prostopadłych. Szybkość zaś świa­

tła zależy od sprężystości i od gęstości eteru;

skoro więc gęstość ta nie jest jednaka we wszelkich kierunkach kryształu, szybkość przeto światła przebiegającego kryształ w kie­

runku osi głównej jest odmienna od szybko­

ści światła przenikającego go w kierunku do osi tej prostopadłym. Jeżeli więc promień światła pada na kryształ spatu islandzkiego w kierunku jego osi głównej, to drgania jego na drodze swej napotykają zawsze eter jedna­

kiej gęstości, rozchodzą się w nim więc jak w środku jednorodnym i zachodzi tu zwykłe, pojedyńcze załamanie. Jeżeli wszakże pro­

mień padający wdziera się do kryształu tego w innym kierunku, wtedy drgania jego roz­

chodzą się nietylko w kierunku osi głównej, ale i w kierunkach innych, w których gęstość eteru jest odmienną, co tedy i odmienną szyb­

kość rozchodzenia się światła sprowadza.

W takim zaś razie, według ogólnych zasad mechaniki, każde drgnięcie rozkłada się na dwie części składowe, czyli na dwa drgnięcia do siebie nawzajem prostopadłe. Promień zatem światła w krysztale spatu islandzkiego dzieli się na dwa promienie tak, że drgania każdego z nich przypadają na jednej pła­

szczyźnie,—są to więc promienie spolaryzowa­

ne, które się z różną rozchodzą szybkością, a tem samem przebiegają w kierunkach róż­

nych, od szybkości tej bowiem zależy spół­

czynnik załamania. Drgania promienia zwy­

czajnego są prostopadłe do kierunku osi głó­

wnej, a źe zarazem prostopadłe są i do same­

go promienia, są więc prostopadłe do pła­

szczyzny przez obie te linie przechodzącej,

zwanej płaszczyzną przecięcia głównego;

N r 43.

drgania natomiast, tworzące promień nadzwy­

czajny, jako do tamtych prostopadłe, przypa­

dają na samejże płaszczyźnie przecięcia głó­

wnego.

Rozbiór matematyczny dozwala nam roz­

ważyć przebieg ten w większej ogólności. J a k po powierzchni wody rozchodząca się fala po­

stać okręgu koła posiada, tak też fala świe­

tlana w jednorodnym środku, rozbiegając się na wszystkie strony z jednaką szybkością, zawsze postać powierzchni kulistej przedsta­

wia. Gdy zaś fala świetlna wdziera się do kryształu spatu islandzkiego, rozpada się w nim na dwie fale, z których jedna, fala zwyczajna, ma jeszcze postać kuli, druga wszakże, nadzwyczajna, rozchodzi się w po­

staci elipsoidy, a rozpatrzenie tych powie­

rzchni tłumaczy wszelkie szczegóły podwój­

nego załamania światła, jak to wskazał jeszcze Huygens, istotny twórca teoryi undu- lacyjnej światła.

W kryształach dwuosiowych objawy po­

dwójnego załamania są daleko bardziej za­

wiłe, gdyż obie rozchodzące się fale mają tu postać elipsoid. Zasady te rozwinął Fresnel w r. 1827 drogą matematyczną, a wysnute wnioski potwierdził doświadczalnie, zapewnia­

jąc tem całej teoryi undulacyjnej światła tryum f najwspanialszy.

Słuszność wszakże poglądu, że światło po­

lega na drganiach poprzecznych eteru, uzasa­

dnia przedewszystkiem „polaryzacya barwna,”

odkryta przez Franciszka Arago w r. 1811.

T O

Jeżeli mianowicie w przyrządzie polaryza­

cyjnym, między polaryzatorem a analizato­

rem, jak to schematycznie wskazuje fig. 6, umieścimy płytkę gipsu, miki, lub też innego

/ V ■— 7

I

/ .

|

F i g . 6 .

podwójnie łamiącego kryształu, to okazuje się ona w pewnych położeniach żywo zabarwiona, jakkolwiek jest zupełnie bezbarwną, gdy ją rozpatrujemy w świetle zwykłem. Jeżeli wtedy analizator zostanie obróconym o 90°, barwa płytki przechodzi w barwę dopełniają­

cą. Jeżeli płytkę rozpatrujemy przez po­

dwójnie łamiący pryzmat spatu islandzkiego, otrzymujemy współcześnie dwa obrazy, zabar­

wione barwami dopełniającemu, tak, że miej­

sce, gdzie oba te obrazy razem się schodzą, wydaje się białem; okazuje się to najpiękniej, jeżeli płytkę gipsową zakryjemy czarną osło­

ną, w której pozostawimy otworek okrągły:

obraz, rozpatrywany przez pryzmat podwójnie łamiący, przedstawia się, jak wskazuje fig. 11.

Barwy te wymagają pewnej, oznaczonej grubości płytek; nie występują zgoła, jeżeli płytki są zbyt cienkie, lub też posiadają gru­

bość zbyt znaczną; w krysztale górnym nikną już w płytkach o grubości l/2 milimetra. G ru­

bość ta zależy od różnicy między położeniem

Fig. 11.

promienia zwyczajnego a nadzwyczajnego rozpatrywanej płytki krystalicznej; im pro­

mienie te silniej między sobą się rozchodzą, tem przy mniejszej już grubości ubarwienie niknie; w granicach zaś, w których ono wystę­

puje, zmienia się wraz z grubością płytki.

Jeżeli więc płytka gipsowa ścięta jest klino­

wato, czyli posiada grubość zmienną, ukazuje w ogólności smugi różnobarwne, które przy­

pominają pierścienie kolorowe Newtona, o których najłatwiej dają nam pojęcie barwy występujące w bańkach mydlanych. Różno­

barwne te smugi zamieniają się wszakże w smugi naprzemian jasne i ciemne, gdy za­

miast światła zwykłego czyli białego, do oświetlenia płytek używamy światła jednobar­

wnego czyli jednorodnego, gdynp. oświetlamy je żółtem światłem sodowem, albo też do przyrządu polaryzującego dopuszczamy świa­

tło czerwone, przechodzące przez szkło odpo­

wiednio zabarwione.

Analogia tych objawów świetlnych do pier­

ścieni barwnych Newtona wskazuje drogę do ich wyjaśnienia, dozwalając wnosić, czego się pierwszy domyślił Young w r. 1814, że barwy te płytek krystalicznych wywołane są przez interferencyą. Gdy spotykają się dwa pro­

mienie jednobarwne, jak przytoczyliśmy już

682

wyżej, w punkcie, gdzie się schodzą, drgania fazami odpowiedniemi, następuje wzmożenie blasku, gdzie zaś zbiegają się fazami wręcz przeciwnemi, znosi się ich ruch, a tem samem niknie światło, którego są źródłem, interfe- rencya więc światła jednobarwnego sprowa­

dza smugi jasne i ciemne naprzemian. B ar­

dziej urozmaicone są zjawiska wywoływane przez interferencyą światła białego, zatem światła różnorodnego, złożonego z promieni różnobarwnych. Promienie, które w oku na- szem wrażenie barw różnych powodują, różnią się między sobą długością fal, fale tworzące barwę czerwoną są dwa razy prawie dłuższe, aniżeli fale wydające świafio fioletowe. Przy zbiegu zatem promieni światła białego, złożo­

nego, następuje jakby jego rozkład; ,w pun­

ktach, gdzie wzmagają się drgania promieni czerwonych, niszczą się fioletowe i nawzajem, gdzie się sumują fioletowe, znoszą się czerwo­

ne. Krzyżowanie więc promieni białych spro­

wadza smugi różnobarwne, w oznaczonym po sobie następujące porządku, który wykrył Newton.

W przejściu przez płytkę gipsową promień się rozdwaja; a oba z rozdziału tego powsta­

jące promienie załam ują się w niej rozmaicie, co znaczy, źe przebiegają j ą z niejednaką szybkością i opuszczają j ą z rozmaitemi faza­

mi. Pomimo wszakże tej różnicy faz i tak blizkiego sąsiedztwa swego barw interferen­

cyjnych w warunkach zwykłych nie sprowa­

dzają, są bowiem spolaryzowane w płaszczy­

znach prostopadłych, a drgania, wzajemnie do siebie prostopadłe, nie oddziaływają jedne na drugie. Dzieje się dopiero inaczej, gdy płytkę rozpatrujemy w przyrządzie polaryza­

cyjnym. Działaniem bowiem analizatora ka­

żdy z tych promieni spolaryzowanych ulega w ogólności dalszemu rozszczepieniu; drgania każdego z nich rozkładają się w płaszczyźnie głównego przecięcia analizatora i w płaszczy­

źnie do niej prostopadłej, każda więc z części składowych promienia jednego schodzi się na jednej płaszczyźnie z częścią składową pro­

mienia drugiego, a drgania do wspólnej pła­

szczyzny sprowadzone mogą się już sumować lub znosić; krzyżujące się więc promienie, jak w pierścieniach Newtona, powodują zabar­

wienie, którego rodzaj zależy od różnicy faz, a zatem od grubości płytki, stąd dalej płytki klinowato ścięte przedstawiać muszą smugi

różnobarwne. Dokładny zresztą rozbiór te­

go przebiegu zdaje sprawę ze wszelkich szczegółów zjawiska, ja k to z niezrównaną ścisłością okazał Fresnel.

W edług tego zatem płytki gipsowe różnej grubości, które w świetle zwykłem zgoła są bezbarwne, spajać można wzajemnie tak, że w przyrządzie polaryzacyjnym okazują zabar­

wione formy motyli lub kwiatów. Podobnież piękną grę barw daje kalejdo-polaryskop, to jest kalejdoskop, w którym, zamiast zabar­

wionych okruchów szklanych, znajdują się blaszki gipsowe rozmaitej grubości; barwy te powstają oczywiście wtedy tylko, gdy owe blaszki rozpatrujemy za pośrednictwem ana­

lizatora.

V III.

Opowiedziane wyżej zjawiska barwne mają miejsce tylko w płytkach bardzo cienkich, przy znaczniejszej bowiem nieco grubości oba przechodzące przez nie promienie rozsuwają się zbyt daleko, by drgania ich zbiegać się mogły; występuje wszakże polaryzacya barw­

na i w grubszych płytkach krystalicznych, ale w sposób odmienny.

Między obu nikolami przyrządu polary­

zacyjnego, lub też w cążkach turmalinowych, umieśćmy płytkę spatu wapiennego, lodu, albo teź innego kryształu jednoosiowego, ściętą prostopadle do osi; w takim razie do oka spoglądającego na środek płyty dochodzą od środka tego promienie do niej prostopadłe, od punktów zaś bocznych, dokoła środka roz­

łożonych, promienie, które płytkę przebiegły w kierunku ukośnym. Promień więc spola­

ryzowany przechodzi przez środek płyty bez zmiany, a gdy wtedy oba nikole lub oba krąż­

ki turmalinowe mają położenie skrzyżowane, środek płyty jest ciemny. Promienie nato­

miast, dochodzące do oka ukośnie, ulegają rozdwojeniu, a obie ich części składowe opu­

szczają płytę oddzielnie; z każdym wszakże promieniem zwyczajnym schodzi się promień nadzwyczajny z sąsiedniego rozdwojenia po­

wstały, który przeszedł w płycie drogę różną,

a tem samem przedstawia różną fazę, co więc

wywołuje barwy interferencyjne. Ponieważ

zaś dla wszystkich punktów jednakowo od

środka oddalonych różnica faz jest jednaka,