Geschichte der Geowissenschaften: Allgemeine Geologie

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Neumayr, Uhlig (1897)
Geo­logie

Foto/Scan - Digital Bearbeitet: (W.Griem, 2007, 2019); von: M.Neumayr / V.Uhlig  (1897)  "Geneigte Schichten"; Seite 65 Original Größe der Abbildung: 7 cm x 8 cm.
Titel: Der Spektralapparat

Neumayr, M. Uhlig, V. (1897): Erd­ge­schichte. - Band 1: 692 Seiten, 378 Abbil­dun­gen; Band 2: 700 Seiten, 495 Abbil­dungen, Verlag Biblio­graphi­sches Insti­tut, Leip­zig und Wien.
[Samm­lung W. Griem]

Die Abbildungen wurden mit einem HP Scanjet G3110 mit 600dpi eingescannt, danach mit Corel Draw - Photo Paint (v. 19) digital bearbeitet. Speziell Filter der Grau­stufen­verbesserung, Elimination von Flecken sowie Ver­besserung der Schärfe wurden bei der Bild­bearbeitung angewandt (W. Griem 2020).

Die Texte wurden mit einer Pentax Kr-3 II digi­talisiert und später mit ABBYY (v.14) ver­arbeitet und zur OCR vor­bereitet. Fraktur­schriften wurden mit ABBYY Fine Reader Online in ASCII umge­wandelt; "normale" Schrift­arten mit ABBYY Fine Reader Version 14.
Die Texte wurden den heutigen Recht­schreib­regeln teil­weise ange­passt, es wurden erläuternde und orien­tierende Zeilen ein­gefügt (W.Griem, 2020).

Originaltext von Neumayr & Uhlig in deutsch: Seite 65 - Der Spektralapparat mit Bunsen-Gasbrenner, Rohr und Sammellinse, Prisma und Fernrohr.
Interessant das 1897 schon diverse Materialien und Mineralien so erkannt werden konnten, auch in der Astronomie wurden mit dem Spektralapparat die Zusammensetzung einiger Sterne bestimmt.

Originaltext - Spektralanalyse -
Seite 64 in der Originalausgabe, p. 83 in der digitalisierten.


Spektralanalyse.
Noch vor einigen Dezennien wäre es für eitle Träumerei gehalten worden, wenn jemand von der Möglichkeit gesprochen hätte, die Materie der Sonne oder gar der unendlich weit entfernten Fixsterne einer chemischen Analyse zu unterziehen. Es gehört zu den schönsten Errungenschaften des menschlichen Geistes, die Schranken, welche die Entfernung von Millionen Meilen einer solchen Untersuchung scheinbar unüberwindlich entgegensetzte, durchbrochen zu haben, und die Auffindung der Methode, welche dies ermöglichte, der Spektralanalyse, bildet ein unvergängliches Verdienst ihrer Entdecker, der beiden Heidelberger Forscher Bunsen und Kirchhofs.

Wir vermögen natürlich kein Material von den Gestirnen zu holen, um es mit chemischen Reagenzien einer unmittelbaren Prüfung zu unterziehen; nur das Licht, welches sie uns zusenden, können wir untersuchen und aus seiner Beschaffenheit auf die Körper schließen, von denen es ausströmt, oder die es durchdrungen hat. Über diese geben uns aber die Strahlen, welche zu uns kommen, ebenso sicheren Aufschluß wie die Reaktionen, die man im Laboratorium durch Auflösung und Fällung oder mit dem Lötrohr erzielt.

Unter „Brechung des Lichtes" versteht man die Ablenkung von seiner geraden Richtung, welche dasselbe erleidet, wenn es auf seinem Wege von einem durchsichtigen Medium in ein anderes davon verschiedenes eintritt. Dringt z. B. ein Lichtstrahl aus der Luft in Glas oder Wasser, so weicht er von seiner ursprünglichen Direktion ab, wie es die jedermann bekannte Tatsache lehrt, daß ein Stock, den man ins Wasser steckt, an der Stelle geknickt erscheint, an welcher er in dasselbe eintaucht. Newton hat zuerst gezeigt, daß „Lichtstrahlen von verschiedener Farbe auch von verschiedener Brechbarkeit sind". Betrachtet man z. B. durch ein dreiseitiges gläsernes Prisma Lichtstrahlen von verschiedener Farbe, so sieht man, daß die Beträge, um welche dieselben dabei abgelenkt, um die sie gebrochen werden, sehr bedeutend abweichen. Rotes Licht wird stets am wenigsten gebrochen, Orange etwas mehr, Gelb, Grün, Blau der Reihe nach immer stärker, bis wir bei Violett die energischste Ablenkung bemerken. Bekanntermaßen besteht das reine weiße Licht aus zahlreichen verschiedenfarbigen Strahlen, welche nach dem Durchgänge durch ein dreiseitiges Prisma von farblosem Glase nebeneinander erscheinen. Läßt man dieselben auf eine weiße Fläche fallen, so erscheint ein breiter bunter Streifen in den bekannten Regenbogenfarben: Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo und Violett, in welche demnach das weiße Licht zerlegt ist; man nennt dies das „Spektrum" desselben.

Die Zerlegung durch ein dreiseitiges Prisma gibt nun die Möglichkeit, jede Lichtart genau auf ihre Zusammensetzung zu prüfen; man benutzt zu derartigen Untersuchungen ein Instrument, den Spektralapparat oder das Spektroskop, dessen Einrichtung die Erscheinung in möglichster Reinheit zur Darstellung bringt.

In seiner einfachsten Form ist dasselbe so eingerichtet, daß das Licht durch einen feinen Spalt in ein Rohr eintritt und aus diesem durch eine Sammellinse auf eine Fläche des im Zentrum des Apparats befindlichen Prismas geworfen wird; auf der anderen Seite des Prismas ist ein Fernrohr so angebracht, daß durch dasselbe das austretende gebrochene Licht, das Spektrum, unmittelbar beobachtet werden kann (s. nebenstehende Abbildung). Diese wenig komplizierte Einrichtung wird nun in sehr verschiedener und verwickelter Weise modifiziert; man wendet statt des einen mehrere hintereinander liegende Prismen an, um dadurch eine sehr starke Brechung hervorzurufen; man hat ferner Vorkehrungen getroffen, um zwei verschiedene Lichtarten gleichzeitig beobachten und miteinander vergleichen zu können etc.

Betrachtet man das Licht, das die verschiedensten festen und flüssigen Körper im Zustande der Weißglut ausstrahlen, durch den Spektralapparat, so findet man, daß dasselbe in allen Fällen ganz gleich ist und ein vollständiges und ununterbrochenes (kontinuierliches) Spektrum durch alle Farben liefert. Den vollständigsten Gegensatz sehen wir bei der Untersuchung glühender Gase: wir finden hier nur einzelne Helle Streifen und Bänder, die durch dunkle Flächen voneinander getrennt sind; statt der Gleichartigkeit herrscht die größte Mannigfaltigkeit, indem jedes Gas sein eigenes, sich gleichbleibendes, aber von dem aller übrigen total verschiedenes Spektrum zeigt. Wir besitzen demnach hier ein Mittel, die chemische Natur von Gasen und Dämpfen einfach aus der Betrachtung ihres Lichtes durch das Prisma zu erkennen, und haben damit das Grundprinzip der Spektralanalyse.

Körper, von denen man sehr leicht glühende Dämpfe erhält, und von denen Bunsen und Kirchhofs bei ihren klassischen Untersuchungen vielfach ausgingen, sind die sogenannten Metalle der Alkalien und alkalischen Erden, wie Kalium, Natrium, Lithium, Calcium, Strontium, Barium. Miau bringt einfach eine Spur von Salzen dieser Metalle an die Spitze eines sehr feinen Platindrahtes und setzt diese der nicht leuchtenden Flamme eines „Bunsenschen Gasbrenners" aus, welcher dicht vor dem feinen Spalt eitles Spektroskops steht; sofort färbt sich die Flamme, und man sieht die charakteristischen Streifen der betreffenden Metalldämpfe durch das Fernrohr des Apparats.

Benutzt man zu diesem Experiment eine Natriumverbindung, z. B. das gewöhnliche Kochsalz (Chlornatrium), so erscheint in schwächeren Instrumenten eine leuchtende gelbe Linie, die von stärkeren in eine Doppellinie zerlegt wird. Diese Reaktion ist von unvergleichlicher Feinheit, indem durch dieselbe noch der drei-millionste Teil eines Milligramms Natrium nachgewiesen werden kann, eine Schärfe, mit welcher sich keine andere chemische Methode zu messen imstande ist; es genügt, neben dem Bunsenschen Brenner des Spektralapparats in die Hände zu klatschen, um die gelbe Natriumlinie hervorzurufen, da der Schweiß der Handfläche Kochsalz enthält, von welchem durch den Schlag eine Spur verstäubt wird und in die Flamme gelangt. Lithium, ein in der Natur sehr verbreiteter, aber meist in äußerst geringen Mengen vorkommender Körper, zeigt eine schwache gelbe und eine sehr hell leuchtende rote Linie; auch hier ist die Reaktion ungemein scharf und gestattet den Nachweis von sehr geringen Spuren. Manche Mineralwässer, welche zur Kur getrunken werden, enthalten Lithiumsalze, und es genügt, den Schweiß während des Spazierganges nach dem Genüsse des Wassers mit einem Stückchen Fließpapier abzuwischen, um an der Asche desselben die rote Lithiumlinie zu erkennen. Die außerordentliche Präzision des beschriebenen Verfahrens hat sogar den Chemikern gestattet, damit einige Elemente zu entdecken, die wegen der geringen Menge, in welcher sie vorzukommen pflegen, der Aufmerksamkeit bis dahin entgangen waren; so fand Bunsen sehr schnell zwei dem Kalium verwandte Metalle, die er als Cäsium und Rubidium bezeichnete; später folgten das Thallium, Indium, Gallium und einige andere, welche alle auf diesem Wege zu unserer Kenntnis gelangt sind.

Ende p. 66