Aft. 19 (1 4 0 5 ). W a rsz a w a , dnia 9 m aja 1909 r. T om X X V I I I .
TYGODNIK POPULARNY, POŚWIĘCONY NAUKOM PRZYRODNICZYM.
PRENUMERATA „W S ZE C H Ś W IA T A ". PRENUMEROWAĆ MOŻNA:
W W arszaw ie: rocznie rb. 8, kw artalnie rb . 2. W Redakcyi „W szechśw iata" i we w szystkich księgar- Z przesyłką pocztow ą rocznie rb . 10, p ó łr. rb . 5. niach w kraju i za granicą.
R edaktor „Wszechświata'* przyjm uje ze sprawami redakcyjnem i 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 Na. 3 2 . T e l e f o n u 83 -1 4 .
T E O R Y A R U C H U B R O W N A 1)-
W e d łu g teo ry i cyn e ty c z n ej cząsteczki m a te ry i z n a jd u ją się w ustaw icznym , bezład nym ru ch u , którego bezpośrednio nie dostrzegam y, k t ó r y j e d n a k odczuwa
m y pośrednio zm ysłem ciepła.
Zjawisko iden ty czne z ow ym hypote- tycznym ru c h e m m o le k u la rn y m w y k ry to w zawiesinach m echan iczny ch (Robert Brown, 1827 r.) oraz w ro ztw orach ko
loidalnych (R. Zsigmondy, 1902 r.).
Zjawisko to, znane ja k o r u c h Browna, polega na ciągłej bezładnej w ib rac y i czą
s te k z a w iesino w ych albo koloidalnych dokoła pew nego położenia środkowego.
Z wielu w zględów ciekaw a bardzo te- orya tego zja w iska daje się w yprow adzić drogą ro zu m o w a n ia z je d n e j s tro n y nad zależnością dyfuzyi niezdysocyow anego roztw oru rozcieńczonego od ciśnienia gs- m otycznego oraz od ruchliw ości cząstek ciała rozpuszczonego, a z drugiej s tr o n y — n a d przebieg iem dyfuzyi tegoż roz-
‘) W e d łu g A- E in ste in a , Z tsch r. f. E le k tro chem ie, t. 14.
tw o ru ro z p a try w a n y m z p u n k tu w idzenia c y netycznej teoryi m ateryi.
I.
W y o b ra ź m y sobie naczynie walcowate, pew nym rozcieńczonym roztw orem nie- z d ysocyow anym napełnione (rys. 1). Na-
P
(Fig. 1).
czynie to podzielone j e s t w e w n ątrz n a dwie części A i B tłokiem ru ch o m y m P, stanow iącym *przegrodę wpółprzenikliwą.
Jeżeli stężenie ro ztw o ru w części A je s t większe, niż w części B, tło k ruchom y P, pod wpływ em silniejszego ciśnienia osm otycznego p an ująceg o w części A, będzie się poruszał w praw o dopóki nie w y ró w n a ją się stężenia w A i B.
Ciśnienie więc osm otyczne w dyfuzyi p rzejaw ić się może j a k o siła motoryczna.
O te m ju ż dawno wiedziano i, j a k w ia
domo, N e rn s t w y z y sk a ł ten fak t do po
głębienia sw y c h b adań nad zależnością
‘290 W SZ E C H SW IA T No 19 pom iędzy ru chliw ością jo n ó w a w sp ó ł
czy n n ikiem dy fuzyi i E M K (siłą elek tro - bodźczą) w og n iw a c h k o n c e n tr a c y jn y c h .
P rz y p u ść m y , że w e w n ą tr z n a sze g o w a l
ca (którego p rzek rój = l) p rz e b ie g a dy- fuzya w zdłuż j e g o osi. P o w s ta je p y t a nie, ja k i e siły osm o ty c z n e w y w o łu ją ów ru c h d y fu zy jn y ciała rozpuszczonego. Dla uproszczenia rozum o w a nia o g ran ic zm y to za g ad n ie nie do r u c h u dy fu zy jn e g o od by w ającego się m iędzy p łaszczy zn am i E i E ' (rys. 2) n ie sk o ń c z en ie blizko w zględem
E V
k ' = — R T j V d x
puszczalnika s ta w ia ruch ow i ciała roz
puszczonego.
Jeżeli siła k działa na j e d n ę c z ą s te c z kę, to n a d a je tej cząsteczce szy bk ość v w p ro s t p rop orcyo naln ą do k i od w rotnie p roporc yo na lną do t. zw. stałej oporu tarc ia
k ( 2 )
1 x cTx
(Fig. 2).
siebie położonemi. N a E działa ciśnienie osm otyczne p, n a E ' — ciśnienie o s m o ty czne W y p a d k o w a t y c h ciśnień będzie
P — P j .
Oznaczmy odległość E od lewego koń
ca w alca przez x, a n ie sk o ń c z en ie m ałą odległość dzielącą E od E' — przez dx.
W o b e c p rze k ro ju n a czy nia = 1, d x w y razi jed n o c z e śn ie o bjętość o g ran ic zo n ą płaszczyznam i E i E', z a w ie r a ją c ą p ew ną ilość ciała rozpuszczonego.
Ponieważ p — pi oznacza ciśnienie osm o
tyczne, k tó re działa n a całą o bjętość dx, więc ciśnienie o sm otyczne, d z ia ła ją c e n a je d n o s tk ę objęto ści cia ła ro zpuszczonego,
w y ra z i się wzorem:
j. = P —Pi = _ P > —V i i
d x d x d x '
Ciśnienie osm otyczne daje się oznaczyć rów n an iem :
p = R T v *
gdzie R — s ta ł a g azow a (— 8 , 3 l . i 0 7), 2’ — t e m p e r a t u r a bez w z glę dn a , v — liczba gra- m ocząsteczek ciała rozpu szczo n ego w j e dn ostce objętości; wobec tego k może być w y ra ż o n e wzorem:
• • • ( 1 ),
Je ż e li cząsteczkę ciała rozpuszczonego w yob ra z im y sobie j a k o kulę w ielk ą w po
r ó w n a n iu z c z ąstec z k ą rozpuszczalnika, to będziem y mogli opór tarc ia cząsteczki ciała rozpuszczonego w yzn aczyć m eto d a mi zwykłej hy dro d y n am ik i, w e d łu g k tórej
=
6™ ) P ...(3 )
gdzie t ] — w sp ółczy nnik lepkości cieczy (rozpuszczalnika), p — prom ień kuli.
Przez v oznaczyliśm y sz yb ko ść p o r u szającej się je d n e j cząstki; sz y b k o ść v w ypadn ie m niejszą, jeżeli u ru ch o m im y m asę większą: je d n o s tk ę objętości ciała rozpuszczonego.
Załóżmy, że je d n o s tk a objętości ciała rozpuszczonego zawiera v gram ocząste- czek, a każ d a g ram o c zą stec z k a m ieści N cząsteczek czyli, że j e d n o s t k a objętości ciała rozpuszczonego z a w iera v N c z ą s te czek.
Szybkość, z j a k ą się będą poruszały (dyfundując) owe v N cząsteczki, zgodnie
i
z rów na nie m (2) wyniesie:
1 k
V ~ - , N
W z ó r ten m ożem y przekształcić, posłu
g u jąc się rów naniem (1):
B T 1 * . . . ( 4 ).
V V = —
N dx
T en wzór o s ta tn i w y ra ż a w spółczynnik dyfuzyi D:
R T 1
D = N • • (5).
k t ó r y oznacza siłę, w y w o łu ją c ą r u c h d y f u z y jn y ciała rozpuszczonego.
Żeby obliczyć te n ruch, m u sim y j e s z cze wiedzieć, j a k w ielki opór lepkość roz*
O dy założymy, że cząsteczki dyfundu- ją c e są kuliste i bardzo duże w p orów na
niu z cząsteczk am i rozpuszczalnika, wzór nasz przybierze postać:
n R T 1 ... (5 a). \
N 67UTJP v
J a k widzimy, w spółczynnik dyfuzyi za
leży t u tylko od lepkości (rj) rozpuszczał-
Aa 19 W SZ E C H SW IA T 291 n ik a i od pro m ienia (p) kulistej cząste
czki.
Rów nanie (5a) pozwala obliczyć p ro mień, a w ięc wielkość cząsteczki, o ile D j e s t znane.
E T l p ~~ 6icNfi D ' B = 8.31.107, N — 6.10‘J3.
II.
R o z p a trz m y te ra z p rze b ieg dyfuzyi z innego jeszcze p u n k t u widzenia, m ia
nowicie z p u n k t u w idzenia teo ry i cy ne
tycznej m ateryi.
W e d łu g tej teory i cząsteczki m ateryal- ne z n a jd u ją się w ciągłym, b e z ła d n y m ru chu. S k u tk ie m tego r u c h u niejedno
sta jn y rozdział k o n c e n trac y i ciała rozpu
szczonego powoli i stopniow o w y ró w n y w a się w roztw orze. Rozw ażm y zjawisko to nieco bliżej.
O graniczy m y się znowu do p rzy p a d k u szczególnego, gdy dyfuzya, owo w y r ó w n y w a n ie k o n c e n tra c y i ciaia rozpuszczo
nego, o d b y w a się w je d n y m ty lk o k ie
runku , mianowicie w k i e r u n k u osi po dłużnej walca, k tó rą oznaczym y przez x.
Drogi p rze b y te przez cząstk ę w ciągu pew nego o kresu czasu zaznaczą się na tej osi x, j a k o c h a ra k te r y s ty c z n e rzędne.
P r z y p u ść m y , że cząsteczka dyfundują- ca p rze b ieg n ie w nieskończenie k ró tk im okresie czasu z drogę, k tó ra zaznaczy się odcinkiem A[, in na c z ąstec z k a przebędzie d ro gę A2 , jeszcze in na przesunie się o A3 i t. d. Te przesun ięcia A„ A2, A3 . . . będą częściowo odjem ne (w k ie ru n k u od p r a wej do lewej ręki), częściowo zaś doda
tn ie (od lewej do praw ej ręki). Dla czą
ste c z ek poszczególnych przesunięcia te będą oczywiście różne; wobec je d n a k te go, że r o z p a tru je m y roztw o ry rozcieńczo
ne, przesu n ięcia te będą się w a r u n k o w ały głów nie przez otoczenie n a jb liż sze, któ re sta n o w i rozpuszczalnik, dzia
łanie zaś w zajem n e cząsteczek ciała roz
puszczonego będzie t u znikomo małe; to też przesunięcia te w różnych m iejscach roztw o ru u w a żanego, n a w e t pomimo r ó żnej w ty c h m ie jsc a c h k o ncen tracyi, mo
g ą być p o c z y ty w an e za jed n a k o w e w p rz y bliżeniu.
Rozważm y teraz, j a k w ie lka ilość ciała rozpuszczonego p rze d y fu n d u je przez j e d n o stk ę p rzśk ro ju w ciągu drobnego nie
skończenie o k resu czasu t.
B y uprościć rozum ow anie, p rzy p u sz czamy, że w sz y s tk ie cząsteczki dyfundu- ją c e p rze b y w ają w ty m okresie czasu drogę jed n a k o w ą A (śred n ią z A^ A,, A3 . . . ) i że j e d n a połowa cząsteczek po
ru sz a się w k ie r u n k u do datnim , g d y d r u g a —w k ieru n k u odjem nym.
P rzy pu śćm y, że nasz walec j e s t podzie
lon y płaszczyzną E (rys. 3). Przez tę
O, Q,
a, E a,
(Fig. 3).
płaszczyznę p rz e m y k a ją się w k ie ru n k u s trz a łk i w ciągu okresu z te cząsteczki, k tó re przedtem z najdow ały się n a lewo od E . Te cząsteczki, d a jm y n a to, za j
m owały prze strz e ń pomiędzy Ql Q,i i E E . Ponieważ te cząsteczki poruszające się w k ie r u n k u dodatnim stanow ią połowę w szy stkich cząsteczek d y fun du ją c ych , a cząsteczki te za jm u ją objętość A (prze
krój w alca = 1), gdzie pan uje średnie stężenie v1# to ilość (w gram ocząstecz- kach) ciała rozpuszczonego d yfundujące- go w okresie z w k ie ru n k u d o d atn im przez płaszczyznę E w y ra z i się wzorem:
ł vi A
Rozum ując analogicznie, dojdziemy, że ilość rozpuszczonej s ub sta n c y i (stężenie średnie w Q2Q2 — E E oznaczam y przez v„), przesuw ającej się w k ie r u n k u p rz e ciw nym, w yrazi się wzorem:
ł V2 A.
Zatem ilość s u b s ta n c y i rozpuszczonej, k tó ra d y funduje przez E w okresie z w obu k ie ru n k a c h , będzie:
ł ^ ( v i - v , ) ... (6)-
Oznaczmy znowu odległość p rzekroju
W S Z E C H Ś W IA T M 19 w a lc a od lewego końca przez x, a A przez
dx, różnicę zaś v2 — vi ~ j a k o p rz y ro s t dv.
d'j v,—v, , cZv
d £ “ 4 : '• ' A
W obec tego wzór (6) p rzyb ierze po stać:
-
v * A * £ ... (6 ">- W z ó r ten w y ra ż a ilość s u b s ta n c y i, k t ó r a p rze d y fu n d o w a ła przez E w okresie czasu t ; w jed n o s tc e zaś czasu d y fu n d u je przez i? ilość (w g ram o c zą stec z k a ch ) ciała rozpuszczonego
V, A2 d>
z dx
W t e n sposób doszliśm y znowu do w spó łc zy nn ika dyfuzyi
D A3 (7).
Z lego w zoru j u ż z ła tw o ś c ią obliczamy A = I 2 D i = J /2 Ż ) . I t (7«).
III.
Z estaw iając ró w n a n ia (5) z (7a) o trz y m am y wzór:
1 v ; . v ' 1 7 ( 8 ) k tó ry n a m mówi, że d r o g a ś re d n ia , p r z e b y t a przez d y fu n d u ją c ą cząsteczkę, j e s t p ro p o rc y o n a ln a do p ie r w ia s tk u k w a d r a to wego z czasu.
Jeżeli znowu założymy, że c z ąstec z k a ciała rozpuszczonego, w p o ró w n a n iu z c z ą ste c z k ą rozpuszczalnika, j e s t bardzo w iel
k a i m a p o sta ć kuli, w ów czas m ożem y powiedzieć, że
(8 a ).
’ 3~vj p
R ów nanie o sta tn ie pozw ala obliczyć ś re d n ią drogę A cząsteczki o ś re d n ic y p, dy fu n d u ją c ej do rozpuszczalnika o lep k o ści •/] w te m p e ra tu rz e T (w ed łu g skali bezw zględnej). R ów nanie powyższe daje się zasto sow ać n ie ty lk o do c z ąstec z e k ciała rozpuszczonego, lecz i do c z ą s te k zaw iesinow ych, te o r y a c y n e ty c z n a bo- wiem nie uznaje zasadniczej różnicy po
m iędzy ru ch e m m o le k u la rn y m cząsteczek, a ru ch e m B ro w na c z ą s te k zaw iesin ow y ch i koloidalnych.
Obliczmy drogę A, j a k ą w r u c h u Brow- n o w sk im w c ią g u 1 se k u n d y ( = t) p r z e b y w a cząstk a o śre d n ic y l ;j. ( = 2p), za
wieszona w wodzie, k tórej w spółczynnik lepkości •/] = 0,0135, w tem p e ra tu rz e po
kojowej 18° ( T = 290):
A — I 8,31.107.290 1
6.1023 ' 3.3,1416.0,0135.0,5 .1 0 -4 ' I
= 0,8.10-4 cm = 0,8 a .
1 =
Liczba ta wobec małej ścisłości, z j a k ą oznaczono N, j e s t oczywiście p rzybliżona ( + 25°/0).
Na zakończenie porów najm y ruch ś r e dni B row now sk i c ząstk i zawiesinowej z ru ch e m ja k ie jk o lw ie k cząsteczki ciała rozpuszczonego. Otóż z liczby N i o b ję tości cząsteczkow ej n a p rz y k la d cuk ru, można obliczyć, że ś re d n ic a cząsteczki c u k ru wynosi j a k ą ś 0,001 ;j., z ró w nania zaś (8) m ożna się spodziewać, że A dla cząsteczki c u k ru j e s t p raw ie / 1000 r a zy w iększa niż dla c z ąstk i zawiesinowej o ś re d n ic y 1 [j..
Anto
i ,i Gałecki.
R. U. O L D H A M.
T R Z Ę S I E N I A Z IE M I A B U D O W A J E J W N Ę T R Z A .
I. W S T Ę P
Ze w s z y s tk ic h obszarów ziemi żaden nie zachęca do spek u lacy i naukowej t a k dalece, j a k obszar leżący pod naszem i stopa m i, - ale nigdzie chy b a s p e k u la c y a nie j e s t bardziej niebezpieczna. To też, poza przyp uszczeniam i, niewiele m ożemy powiedzieć o budowie w n ę trz a ziemi.
Z nam y objętość i k s z ta łt ziemi z d o k ła d nością, w y s ta rc z a ją c ą w p rzew ażnej ilo
ści przypadków , w iem y również, że ś re d nia gęstość ziemi j e s t około 5 7 2 raza
j w ię k szą od gęstości wody, że gęstość
m usi w z r a s ta ć k u środkowi, oraz że t e m
p e r a t u r a w n ę trz a ziem i musi być w y s o
ka,— oto mniej więcej wszystko, co nam
id W s z e c h ś w i a t 293 j e s t wiadome. Różnemi czasy zbudowa- ]
no wiele teoryj o ziemi: sądzono kolej
no, że s u b s ta n c y a ś ro d k a ziemi j e s t ogniowa, ciekła, stała, gazowa, aż w r e szcie geologow ie zniechęceni porzucili prze dm iot i zaczęli objaw iać skłonność do p oprze stan ia n a bad aniu najb ardziej z e w nętrznej s k o ru p y ziemi, re z y g n u ją c z je j śro d k a n a rzecz m ate m a ty k ó w .
R ozp raw k a n iniejsza nie m a na celu w yłożenia nowej spekulacyi, idzie mi przeciw n ie o wykazanie, że przedmiot, 0 k tó ry m chcę mówić, dzięki współczes
n y m badaniom sejsm ologicznym , z k ró l e s tw a spek ulacyi przeszedł do dziedziny wiedzy. Podobnie j a k s p e k tro s k o p dał p o czątek nowej astronom ii, umożliwiając a stronom ow i w y k ry c ie n iek tó ry ch części skład ow y ch odległych gwiazd, t a k samo sejsm ograf, za p isując niedostrzeżone od
głosy dalekich trz ę s ie ń ziemi, pozwala n am zajrzeć w ziemię i poznać jej istotę t a k pod p e w n y m względem dokładnie, j a k g d y b y ś m y mogli p rzebić przez ziemię tu n el i wziąć p ró b k i sk ła d a jąc y c h j ą sub- s ta n c y j. J e s t e ś m y dopiero u ko lebki k w e s ty i; p rzyszłość k ry je jeszcze wiele zdobyczy; je d n a k ż e ju ż dziś wyszło na j a w k ilk a wyników , in te r e s u ją c y c h a nie
spodziew anych, k tó re c hc ia łb y m p rze d s ta w ić poniżej.
J u ż w 1894 rok u zm arły E. von Re- b e u r Pa sc h w itz , za p isu jąc trzęsienie zie
mi w Japonii, k tó re zdarzyło się 22-ego m a rc a 1), stw ie rdz ił, że' a p a r a t ujaw nił trz y oddzielne zakłócenia albo fazy; j e d nakże m n iem am , że w łaściw a isto ta t e go p o trójn e g o zakłócenia w y k a z a n a zo
s ta ła dopiero przeze mnie w ro k u 1900.
O pierając się n a d a n y c h rzeteln y ch , do
szedłem do w nio sk u że zakłócenie, po
w sta łe z wielkiego trz ę sie n ia ziemi, ro z szczepia się na trzy o d ręb n e r u c h y falo
we o różn y ch pręd kościach i drogach;
w o dległych p u n k t a c h przyrz ą d zapisuje t rz y te ruch y , j a k o trz y oddzielne fazy.
Z faz ty c h trz e c ia i najpóźniejsza, j a k
') P e te rm . M itth., tom X L I (1805) str. 13—21 1 30—40.
■) P liil, T rans. R oy. -So<\, ser. A, to m 194 (1900), str. 135—171.
się okazało, pow staje pod w pływ em fal pow ierzchniow ych, czyli ru chu falowego p rzeb iegającego n a powierzchni ziemi lub tuż pod nią; dwie zaś pozostałe fazy, t. z w. d rg an ia p rzedw stęp ne (prelim inary trem ors), zawdzięczają swe pochodzenie, j a k udowodniłem, falom, w ę d ru ją c y m przez w n ętrze ziemi. W eźm iem y tu ta j pod u w a g ę tylko te dwie o statnie fazy, albowiem fale trzeciej fazy nie m ogą nam oczywiście nic powiedzieć o w n ętrzu zie
mi, gdyż drogi ich prze b ieg a ją wdłuż powierzchni.
S t u d y a d-ra C. G. K n o tta x) i d-ra M.
P. Rudzkiego 2) doprowadziły ty c h bada- czów do wniosku, że poprzez n iejedn o
rodne sk a ły zew nętrznej skorupy ziemi nie m ogą przebiegać fale o postaci p r o stej i że p rzy rz ą d y , zn ajdujące się w s ą siedztw ie źródła trzęsienia ziemi, nie mo
g ą zapisyw ać oddzielnie rozmaitego ro d zaju ruchów falowych jeszcze nie zró
żnicowanych. Dopiero w środow isku b a r dziej je d n o ro d n e m n a stą p ić może owo zróżnicowanie, toteż dopiero w odległości 10 stopni lukow ych czyli około 700 mil ang. od źródła trzęsienia ziem i w zapis
k ach sejsm ografu zaczy nają się ujaw n iać trz y fazy. l^ale, w y n u rz a ją c e się w t a kiej odległości, część swej drogi przew ę
drowały, rzecz oczywista, w środow isku bardziej jednorodnem ; w tej zatem czę
ści nastąpiło rozszczepienie się p ocz ątk o wego zakłócenia na oddzielne r u ch y fa lowe, p rz y te m okoliczność, że owo zróż
nicow anie daje się w y k ry ć w odległości od- źródła, ta k stosunkow o niewielkiej, świadczy o tem , że ze w nę trz na sk orup a ziemi m usi by ć stosunkow o bardzo cien
ka. Nie m ogłem zebrać d ostateczn y ch d a n y c h w celu dokładnego oznaczenia g rubości tej skorupy, w k ażd y m razie nie może ona przew yższeć mil dw u dzie
s tu 3); pod tą sk o ru p ą znajduje się ma-
*) T rans. SeismoJ. Soc. Ja p a n , to m X I[(1 8 8 8 ) sir. 115—136.
2) B e itra g e z u r G eophysik, tom I I I (1898), str. 519—540.
3) D ane sejsm ologiczne p o zw a lają w n iosko
w ać, że nie j e s t ona w szędzie je d n a k o w a ; trz ę
sienia ziemi, rozchodzące się od w schodniego
•294 W SZ E C H ŚW IA T JSfś 19 t e r y a ł zupełnie o dm ie n n y , w k tó ry m , nie
ty lk o in d y w id u a liz u ją się o d ręb n e r u c h y falowe, lecz, j a k to w y k a z a ł prof. Mil- ne 1), p ręd k o ść t y c h o s ta tn ic h j e s t daleko większą, niż w s k o ru p ie z e w n ę trz n ej. J e śli zestaw ienia, k tó re p o d a je m y niżej, n ie p o tw ie rd z a ją w szczegółach d alszych w niosków prof. Milnea, d o ty c z ą c y c h j e dnorodności całego j ą d r a ziem i oraz p r o s to lin ijn eg o rozchodzenia się r u ch ó w falowych, to t r z e b a to p rz y p is a ć z w ię k szeniu się od te g o czasu odpow iednich danych. J a k zobaczy m y niżej, wnioski, do ja k ic h Milne doszedł, m ożem y p o tw ier
dzić je d y n i e dla z e w n ę trz n y c h 0,6 p r o m ie n ia ziemi; p r z y te m tr z e b a dodać, że w reszcie w n ę trz a ziemi (0 ,4 ) fale p i e r w szej fazy, k tó re Milne w yłącznie u- względnił, u l e g a j ą —w ręcz p rzeciw nie niż fale fazy d r u g ie j —zm ianie t a k nikłej, że z ła tw o śc ią może ona z o s ta ć niepostrze- żoną. D latego też p o św ięcim y nieco m ie j
sca w y k a z a n iu , że d w a o p isy w a n e r o dzaje fal różnią się od siebie w istocie.
W rozpraw ie, wyżej c y to w a n e j, w y k a załem, że z o dm ie nny c h p rę d k o ś c i roz
chodzenia się pierw szej i d r u g ie j fazy w ynika , iż należą one do ró ż n y c h p o s ta ci r u c h u falowego, i d e n ty c z n y c h , w e d łu g wszelkiego p raw d o p o d o b ie ń stw a , ze zna- n e m i p o sta c ia m i r u c h u —k o m p re s y o n a ln ą (podłużną) i d y s to r c y o n a ln ą (poprzecz
ną), — k t ó r e m o g ą p r z e b ie g a ć p rzez śro dow isko stałe. Co dotyczę pierw szej fa zy, to k o n k luzya m oja b y ła z g od n a z po glądam i, wygłoszonem i ju ż poprzednio , i u z n a w a n e m i dziś pow szechnie; n a to m ia s t m oje i n te r p re to w a n ie d ru g ie j fazy sp o tk a ło się z d w u s tr o n z opozycyą.
Z j e d n ą w y stą p ił O. F ish er, k tó ry , s ą dząc, że in te r p r e ta c y a ta k a nie daje się pogodzić z j e g o te o r y ą o w n ę trz u ziemi, podał bardzo pom ysłowe w y tłu m a c ze n ie ow ych fal d ru g ie j fazy -). Otóż nie wy-
w y b rz e ż a Ja p o n ii, u ja w n ia ją tr z y faz y w bliższej o ile się zd a je o d ległości od źródła, niż trz ę sie n ia w E u ro p ie,—dow od ziło b y to m n ie jsz ej g r u bości sk o ru p y ziem i n a obszarze Ja p o n ii.
*) „!Nature“, 9 k w ie tn ia 1903 r., to m 47, sir.
538—539.
'-) On tlie T ran sm issio n o f E a rtb q u a k e * \V a-
daje mi się, a b y teo ry a 0. F is h e ra o cie
kły m ś ro d k u ziem i i moje p rzyp u szcze
nie, że fale drugiej fazy są p op rzeczn e,—
koniecznie wyłączać się miały wzajemnie.
Nie w iem y przecież zupełnie, j a k zacho
w u je się m a t e r y a pod w pływ em ciśnień, p a n u ją c y c h we w n ę trz u ziemi, i nie j e s t niemożliwe, że ciecz, pod ciśnieniem m i
lionów atm osfer, j e s t w s ta n ie przew o dzić fale poprzeczne, do czego nie j e s t zdolna pod ciśnieniami, dla n a s dostęp- nemi. Na k w e s ty ę tę nie kład ę j e d n a k że n a c is k u , gdyż nie m a ona znaczenia w przedmiocie, o k tó ry m mówię; w ażnym d la m nie j e s t ty lk o fakt, że r u c h falowy w p ierw szej i drugiej fazie różni się od siebie zasadniczo,—i z tem zg adza się i F isher.
Zre sz tą pogląd te n — poza a r g u m e n ta mi, poprzednio przeze m nie przytoczone- mi J) — potw ierdziły również zapiski s e j s m o g ra fu ty p u prof. Vicentiniego, s k ła dającego się z dw u ciężkich m a s , — j e dnej poruszącej się swobodnie w k i e r u n ku poziomym, d r u g ie j—w k ie ru n k u pio
now ym . Z zapisek wielkich trz ę sie ń zie
mi, o trz y m y w a n y c h w odległości 90-ciu sto pn i lub większej, w yn ika , że pierw sza ciężka m asa w ciągu pierwszej fazy ule
g a nad zw yczaj m ałem u przesunięciu, ty m c z a s e m d r u g a m asa w ty m s a m y m okresie często re g e s tru je na jw ię k sz e p rze
sunięcie w ciągu całego zakłócenia.
Podczas drugiej fazy rzecz się ma p rze
ciwnie: masa, poruszająca się sw o bo dn ie w k i e r u n k u pionow ym , rzadk o u leg a przesunięciu, m as a zaś pozioma p rze s u w a się na p r z e s trz e ń bardzo zna- i czną. Ta różnica w c h a ra k te rz e zapisek w ciągu dwu faz w skazuje, że r u c h w k a żdej z nich j e s t różny, i ubocznie zdaje się popierać in te rp re ta c y ę , przeze mnie proponowaną: w samej rzeczy, jeśli p ie r
w sza faza j e s t odbiciem tej formy zak łó
cenia, k tó ra p rze b ieg ła przez ziemię, j a ko fala podłużna, to w odległości 90 Sto
r e s th ro u g h th e E a r th , P ro c . C am bridge P h il.
Soc., to m X I I (1903—1904), str. 354—361.
■) P h il. T rans, R oy. Soc. ser. A, tom 194
(1900), str, 162—100.
No 19 W SZEC H ŚW IA T 295 pni i w iększej r u c h y pionowe przew ażać
będ ą nad poziomemi; n a to m ia st, z fazą d ru g ą, — p rzy p u sz c z aln e m odbiciem fal podłużnych, — będzie wręcz przeciwnie.
T a różnica we w łasno ściach dyagra- m atów d w u faz może służyć też ja k o a r g u m e n t przeciw ko z a p atry w a n iu , p rz y j ę t e m u w J a p o n ii !), mianowicie, że obie fazy p rz e d s ta w ia ją r u c h y falowe podo
bnego typu; r u c h y te m ają się ro zp rze
s trz e n ia ć z ro zm a itą prędkością w w a r s tw a c h różnej głębokości, ale równolegle do siebie i n iedaleko od pow ierzchni zie
mi. Poniew aż pogląd tak i sprzeczny j e s t z liczbam i niżej podanem i, nie m am y w ięc p otrz e b y z a trz y m y w a ć się nad nim;
niech f a k ty m ów ią same za siebie.
Tłum. L. H.
(C. d. nast.)
O ZDOLNOŚCI RO ZPOZNAW CZEJ MIKROSKOPU I O ULTRAMIKRO-
SKOPIE.
(D okończenie).
P rz e k o n a liś m y się, że u g in an ie się św ia
t ła podczas przechodzenia przez wązkie p rze g ro d y kładzie k res rozszerzeniu g r a nic ś w ia ta widzialnego. W ie m y jednak, że w o s ta tn ic h la ta c h wynaleziono „ u ltr a “ przyrząd, k tó ry pozwala d o strz e g ać p rz e d m ioty am ikroskopow e. W y ja ś n im y tu w k ró tk o ś c i sposób ultram ikroskopii.
U ltra m ik ro sk o p , w y naleziony w r. 1903 przez S iedentopfa i Zsigmondego, do pe
w n eg o sto p n ia zwodniczą ma nazwę. Po
zwala on ty lk o dostrzedz przed m io ty am i
k roskopow e, nie pozwala ich j e d n a k w i
dzieć. Zasada je g o je s t xprosta; znam y j ą z życia codziennego. N iedo strzeg alny p y ł m ożem y łatwo zauw ażyć w świńtle prom ieni słonecznych, w d z ierający ch się do pokoju; o b se rw a to r powinien oczywi-
') A. Im am u ra , P u b lic a tio n s o f th e E arth q u a- k e -In v e stig a tio n C om m ittee in F o re ig n L angua- ges, Aj 16, Tokio, 1904 i w in n y c h p ublikacyach pÓKfniejszych w ro zm a ity c h m iejscach,
ście p a trz eć z boku. Św iatło rozprasza się i u gina s p o ty k a ją c n a drodze swej d ro b n iu tk ie cząstki ciał stałych. J a k Sie- d en to p f i Z sigm ondy zasadę tę s to s u ją do u ltra m ik ro sk o p u , łatw o zrozum iem y z fig. 7-mej A. L ite rą O oznaczono tam
jr
A
B (Fig. 7).
p r e p a r a t badany, L —j e s t źródłem światła,
M —soczewki objektyw u, A'—kondensor,
k tó ry zbiera prom ienie św ietlne n a osi
m ikroskopu. O bserw uje się zatem p ro
stopadle do k ie ru n k u prom ieni p a d a ją
cych i widzi się ty lk o światło ugięte
i rozproszone. Na tej samej figurze pod
lite r ą B m am y ju ż cały aparat S ied en
topfa i Zsigmondego. Nie będziemy się
t u z a trzy m y w a li na szeregu przyrządów
dodatkow ych, zwrócimy tylko u w a g ę na
k o nd ensor K i m ikroskop, umieszczone
z lewej stro ny . Z r y s u n k u tego widać,
że p rz y rz ą d w pierwotnej swej postaci
b y najm niej nie należał do dogodnych
w użyciu i do tanich. W k ró tc e i sami
w ynalazcy podali k o n s tr u k c y ę prostszą,
i od innych badaczów w yszły modyfika-
cye. N ajdoskonalszym niew ątpliw ie j e s t
pom ysł opracow any przez firmę Reicher-
296 W S Z E C H Ś W IA T M 19 ta. P r z y rz ą d Ile ich o rta p o d a n y na fig. I
8-mej daje się z ła tw o ś c ią dopasować do
(Fig. 8).
każdego m ik ro sk o p u zw yk łeg o , j e s t n ie zm iernie p rosty, a co za te m idzie, tani i daje t a k silne światło, że m o żna d o k o n y w a ć sp o strzeżeń j u ż p o słu g ują c się p aln ik iem A u ero w skim , j a k o źródłem św ia tła *). Z asadniczą część p rzy rz ą d u stanow i soczew ka płasko w y p u k ła L; pro
m ienie odbite od zw ie rc ia d ła (Sp), prze
chodzą ty lk o przez z e w n ę tr z n ą część so
czewki, gdyż ś ro d e k je j z a sło n ię ty j e s t nieprzezro czy stą p rz e g ro d ą (BI). N a p ł a skiej części soczewki leży szkiełko p rz e d miotowe. P om ięd zy szkiełko przed m io
tow a a soczewkę w p u szczam y k ro p lę olej
ku, ab y u n ik n ą ć w te m m iejscu c a łk o w iteg o odbicia. Prom ienie, k tó re p a d a ją n a brzeg soczewki, d o zn ają s z e r e g u od
bić c a łk o w ity ch w p u n k t a c h b, V, b"; ża
den z nich nie w y jd z ie n a z e w n ą tr z w k i e r u n k u osi m ik rosko p u, k tó ra za
znaczona j e s t zapomocą środkow ej linii p rze ry w a n e j. O b se rw a to r w idzieć będzie n a ciem nem zupełnie tle te ty lk o c z ą s t ki, k tó re światło rozpraszają.
U ltra m ik ro s k o p , podobnież j a k i m i
krosko p zw ykły, nie o d słan ia n am t a j n i ków b a rd z o s u b te ln y c h s t r u k t u r . Jeżeli j e d n a k m a m y pojed yncze c z ąstk i zrzad- k a rozsiane w je d n o s ta jn e m środow isku, wów czas m ożem y stw ierd zić ich obecność ta m na w e t, gdzie n ajsilniejsze s y s te m y opty czn e zawodzą.
Zsigm ondy zastosow ał now'y p r z y rz ą d p rz e d e w s z y s tk ie m do badania t. zw.
szkieł r u b in o w y ch , t. j. szkieł, do k t ó
*) Przyrząd Reicherta można nabyć w war
szawskiej Uranii za cenę kilkunastu rubli
ry ch podczas s ta p ia n ia dodaje się n a w a gę k ilk a dziesięciotysiącznych złota. J e żeli sto p o stu d z im y bardzo prędko, to o trz y m u je m y m asę be z b arw n ą i p rzezro czystą; j e s t ona, j a k mówią, optycznie próżna, gdyż nie m ożna w niej w y kryć żadnych inkluzyj; jeżeli n a to m ia s t pod
daw ać bę dz ie m y m asę oziębianiu po w o l
nem u, u trz y m u ją c j ą dość długo w s t a nie n aw pół ciekłym, to otrzym ujem y k o lejno coraz to in te n s y w n ie js z e z a b a rw ie nia, przechodzące od słabo różowego, przez czerwone, nieb ieskie (właściwe szkło rubin ow e) aż do b run atneg o. Złoto zbiera się coraz to w w ięk szych sk u p ie niach; w reszcie z m ętn ien ie s ta je się ju ż golem okiem widzialne. Kiedy p a trz y m y n a szkło rubin ow e przez u ltra m ik ro s k o p , to n a ciem nem tle d ostrz e g am y z rzad k a rozsiane gwiazdki: to właśnie cząstki złota, w z w y kły ch w a ru n k a c h wzrokowi niedostępne. Kiedy p o r u sz a m y ś ru b k ę m ik ro m e try c z n ą , płaszczyzna przekroju optycznego zmienia się, j e d n e gwiazdki gasną, pojaw iają się nowe. Siedentopf i Zsigm ondy na liczeniu tych cz ąstek złota oparli oznaczenie m inimalnej w iel
kości ziarnek, k tó re m ożem y za o bse rw o
w ać zapomocą ultram ikro sko pu . Zasada obliczenia j e s t n a d e r prosta. W ok re ślonej m asie szkła rozpuszczam y pewmą ilość złota. Przypuszczając, że ciężar w łaściw y złota s k u tk ie m rozpuszczenia w szkle nie zmienia się, m ożem y znałeść, j a k ą objętość zajmie ta m asa złota. C h o dzi t e r a z tylko o to, żeby się dowiedzieć, na ile ziarn ek ro zp a d a się złoto, a liczba ta pozwoli ju ż w yznaczyć objętość j e d n e go ziarnka. Ilość ziarn ek oznaczamy, li
cząc w k ilk u n a s tu miejscach gw iazdki widziane przez u ltra m ik ro sk o p i biorąc śre d n ią . Po obliczeniu objętości z ia rn k a łatw o ju ż znaleść je g o w y m ia ry liniowe, przypuszczając, że ziarnko m a formę p r a widłową, np.— sześcianu lub kuli. T y m sposobem przekonano się, że w y m ia r y n a jd ro b n iejszy c h cząstek złota, k tó re m o
żna obserw ow ać w letnie dnie słoneczne nie p rzew yższają 3 —6 ;
j.;
i(3 — 6 m iliono
w y c h milim etra), czyli są przynajm niej ze 40 raz y m niejsze od tycli n a jd ro b n ie j
szy ch cząstek, któ re w najlepszych w a
W S Z E C H S W IA T 297 r u n k a c h w idzieć można przez mikroskop
zw ykły.
ł w niezliczonej mnogości innych p r z y padków u ltr a m ik ro s k o p w y k a z a ł n ieje dnorodność środowisk, napozór zupełnie jed n o ro d n y c h . W p rz y p a d k u cieczy rola je g o by ła najdonioślejsza. Stwierdzono, że olbrzym ia część roztworów silniej roz
p rasz a ją c y c h światło, t o - t y l k o zawiesi
n y c z ąs tek s ta ły c h w podłożu ciekłem.
U ltra m ik ro sk o p dał możność b a d a n ia fi
zyczno - chem icznego ty c h ciał, a są to ciała dla n a u k biologicznych n a jw a ż n ie j
sze—koloidy; one, j a k wiadomo, s ta n o wią zasad n iczą część wszelkiego o rg a n i
zmu zwierzęcego i roślinnego '). C he
mia koloidów, zan ie d b a n y ch do n ied a w n a przez nau kę, w ciąg u lat o s ta tn ic h szy b kie poczyniła postępy. Nie w szystkie one d a ją się, co praw da, rozłożyć o p t y c z n i e , - ż e j e d n a k dla je d n e j i tej samej s u b s ta n c y i z n a jd u je m y cały szereg sto pniowali w gru b o śc i ziarn zawieszonych, przyczem dopiero od pew nej g ran ic y roz
poczyna się d ostrzeg aln o ść, w szy stk o te
dy p rze m a w ia za tein, że między rozma- itemi koloidami niemasz różnicy z a sa d n i
czej. Z resztą zdaje się, że i roztw ory krystoloidów nie są tak jedn o lite, j a k b y ś m y mogli przypuszczać. Jeżeli um ieści
m y w wirówce ro ztw ór ja k ie jś ciężkiej soli, np. j o d k u potasow ego, to po pew n y m czasie w częściach obwodow ych koncen- tr a c y a w iększa będzie, niż pośrodku.
P odczas b a d a n ia koloidów rzuca się w oczy pew ne osobliwe zjawisko. Czą
stki zawieszone nie są ani chwili w spo
czynku; d r g a ją one nieprawidłow o kolo swej pozycyi równowagi; w y c h y la ją się r ap to w n ie to w tę to w ta m tę stronę, połysku jąc to silniej to słabiej; w ydaje się, że ta m życie niesłychanie b u jn e wre z całą siłą. Ruch ten z ^czasem nie u s p a k a ja się wcale. Ścisłemi doświadczenia
mi stwierdzono, że ruchu tego nie w y wołują ani p r ą d y w cieczy, ani też nie
*) Bliższe szczegóły d o tyczące zastosow ania u ltra m ik ro sk o p u w n au k ach b iologicznych , czy
te ln ik zn a jd z ie w książce C o tto n a i M outona;
„L es iiltraraieroscopes e t les objets u ltram icro- scopiquesB, P a ry ż , M asson 1906,
je d n o s ta jn e oświetlenie. A więc perpe- tu u m mobile? Gouy znalazł tłum aczenie, które nie ty lko nie obala p o d sta w w ie dzy, lecz widzi w tym r u c h u cz ąstek n a j drob n ie jsz y c h (t. zw. r u c h Brownowski) potwierdzenie zasadniczych hypotez n a uki. Podług Gouya ru ch c z ą s te k tych j e s t s k u tk ie m niezliczonych u derzeń o trz y m y w a n y c h przez ziarnka koloidów od cząsteczek środowiska; wiemy przecież, że, podług cynetycznej teo ryi ciepła, czą
steczki wszelkiego ciała z n a jd u ją się w ciągłym r u c h u bezładnym . Piękn a m y śl Gouya b yła p u n k te m w y jścia dla całego szeregu badań. W szczegółach s p o ty k a się jeszcze tru d n o ś c i dość z n a czne. Zdaje się, że r u c h y cz ąstek nie są zupełnie niezależne od siebie, albowiem w wielu p rzy p a d k a c h prędkość r u c h u zm niejsza się w raz z rozcieńczeniem, cze
go nie m oglib yśm y oczekiwać, g d y b y ruch Brownow ski zależał tylko od u d e rzeń cząsteczek środowiska. Z a s ta n a w ia j ą c y m j e s t i te n fakt, że m asa cząstek p o ruszanych j e s t przy n ajm niej milion r a zy większa od m asy cząsteczek p orusza
ją c y c h . Bądź-co-bądź tylko w teoryi c y netycznej poszukiw ać m ożna rozstrzy gnięcia zagadki ruchu IJrownowskiego.
St. Landau.
SPOSTRZEŻENIA NAUKOWE.
Przyczynek do systematyki bratków litewskich.
B ratek zwyczajny (Yiola tricolor L.j n a leży do najpospolitszych z całej rodziny koł
kowatych (Yiołaceae), a jako leczniczy jest również i najpopularniejszym; znajduje się nietylko w k ra ju naszym, lecz i W całej Europie, Azyi wschodniej, Syberyi (do Baj
kału) i w A m eryce północnej, a pomimo t e go wszystkiego, naukowo, w ścisłem słowa tego znaczeniu, jest bardzo niedokładnie znany.
Od czasów Linneusza we wszystkich dzie
łach system atycznych bez w y jątku p rz y ta czany, nasz bratek dotąd jeszcze niema sto
sownie opracowanej monografii, nietylko
w literaturze naszej, lecz i w ogólnej, to t e ż
‘298 W S Z E C H Ś W IA T JSTo 19 i dziś jeszcze nie możemy szczegółowo okre
ślić rzekomo bardzo licznych jego odmian, a tembardziej nie m am y możności porównać między sobą w szystkich osobników obcokra
jowych; dotąd nie wiemy np., o ile francus
kie bratki są różne od naszych *), a cóż do piero sądzić o am erykańskich i innych?
S y s te m aty k a naukow a, powszechnie, aż do chwili obecnej używ ana, jest dziełem prof. Kocha, k tó ry odróżnia trz y tylko od
miany:
1) V arietas saxatilis Koch, z kwiatam i całkiem żółtemi;
2) Var. vulgaris Koch, z kw iatam i dwu- barwnemi i
3) Var. arvensis Mur. z kw iatam i ma- łemi 2).
Tylko 3 te odmiany są powszechnie zali
czane do flory naszej krajowej, aż do chwili obecnej (por. Paczoski, Rostafiński, Lehm ann, Klingę, R ehm an i Wołoszczak, Twardowska, Błoński itd.). Zdania florystów obcokrajo
wych pod względem s y s tem aty k i b ra tków są podzielone; jedni bowiem p rzyjm ują nie
skończoną ilość form odm iennych (Jordan, Gondager itd.), inni zaś, przyznając słuszność Kochowi, uznają ty lk o 3 powyższe odmiany za uzasadnione, ta k j a k i floryści nasi.
Co dotyczę najnowszej s y s te m a ty k i b r a t ków, ostatnim wyrazem n au k i je s t p ra ca W ittro ck a 3). Uczony ten botanik dzieli całą g ru p ę bratków na 2 oddziały: do j e dnego z nich zalicza takie, które zapładniają się swoim własnym pyłkiem i do tego same przez się (autogami); do drugiego znów t a kie, które zapładniają się obcym, i zapomo- cą owadów z obcych okazów przenoszonym pyłkiem (allogami).
Mojem zdaniem, funkcye te fizyologiczne są tylko w ynikiem —bujnej imaginacyi, gdyż ja k zbiornik p y łk u (horriolum), ta k i blizny u w szystkich b ra tk ó w są jednakowe.
Całe lato ro k u przeszłego poświęciłem był na s tu d y a nad bra tk a m i krajowemi, a to w celu przekonania się, o ile system atyczne ich uporządkowanie jest możebnem. U ło żyłem przeto zielnik bardzo obfity i poucza
jący i doszedłem wogóle do bardzo cie
kaw ych wniosków *).
•) B ra tk i fra n c u sk ie zd a ją się b y ć b ardzo ró żne od naszy ch , p o ró w n . A. A cloąae, F lo rę de F ra n ce . P a ry ż , 1894, str. 126.
2) K och, F lor. g erm ., ed it. 3, p ars I. L ipsk, 1857, str. 75.
3) P o ró w n . A cta h o r ti B e rg ia n i, to m 2, >N° 1, (1896) i Jfc 2 (1897).
4) T ra p io n y chronicznem , p ie rsio w e m c ie rp ie niem , w śró d la ta n a w e t, nie je s te m w m ożności
o p u s z c z a ć