------------------------------------------------------------- = Brechzahl
sin gebrochener Lichtstrahl (zu messender Stoff)
Er verfaßte mehrere Bücher über Experimentalphysik, u.a. das hier beschriebene (1780),schrieb unter anderem ein Wörterbuch über die Naturwunder (1790), befaßte sich mit medizinisch-physikalischen Fragen vor allem mit der Wirkung von Elektrizität am menschlichen Körper zur Krankheitsbekämpfung.
In seinem 1780 entstandenen Buch über Experimentalphysik widmete er einen großen Teil der Optik. OPTIKER ONLINE freut sich, mit dem Ankauf dieses Buches, wertvolle Einblicke in das optische Verständnis des 18. Jahrhunderts zu ermöglichen.
Die Frage nach Ursprung und Eigenart des Lichtes
Der griechische Philosoph Epikur
(341-271 v.Chr.) vertrat die Ansicht, daß Licht wie der Geruch
"ein Ausfluß des Körpers" sei.
Rene Descartes (1596-1650; lat.
Renatus Cartesius) meinte, daß das Licht ein "unermeßliches
Fluidium" sei und aus außerordentlich kleine Kügelchen bestehe.
Er bemerkte allerdings auch, daß sich die Lichtteilchen durch eine
Art von Zittern, ähnlich dem Schall in der Luft bewegt!
Isaac Newton (1643-1727)
suchte Erklärungen für wesentliche optische Erscheinungen wie
Reflexion und Lichtbrechung. Er nahm an, daß Lichtquellen kleine,
unwägbare Teilchen aussendet und war somit ein Vertreter der Theorie
der Teilchenstrahlung.
Christian Huygens (1629-1695)
stellte schließlich 1676 die auf Descartes Theorie aufgebaute Wellentheorie
auf, trug sie an der französischen Akademie vor und hielt sie in seinem
1690 erschienen Buch "Traite de la lumiere" fest. Sie blieb jedoch längere
Zeit relativ unbeachtet. Erst Thomas Young (1773-1829) und Augustin Fresnel
(1788-1827) verhalfen der Wellentheorie zu breiten Anerkennung.
Gelehrte mehrerer Jahrhunderte vertraten die eine oder andere Ansicht. Erst die Quantentheorie erklärte, daß beide Auffassungen, sowohl Teilchen- als auch Wellentheorie zu Recht bestehen.
Die Physik war bis in das späte 19. Jahrhundert von
mechanischen Vorstellungen beherrscht. Sigaud de la Fond schrieb
z.B.: "Man kann sich also nicht weigern zu glauben, daß das Licht
unmittelbar aus dem eigenen Wesen der Sonne und der leuchtenden Körper,
seinen Ausfluß haben."
Er war sich der Bewegung des Lichtes
bewußt und zitierte Bradley, der gemessen hatte, daß das Licht
8 Minuten 13 Sekunden von der Sonne zur Erde
benötigt.
Olaf Römer (1644-1710)
hatte Galilei's Hinweis über das Verschwinden und Auftauchen der Jupitermonde
im Jupiterschatten gelesen und berechnete bereits 1676 die Lichtgeschwindigkeit,
indem er den Zeitraum einer in regelmäßigen Zeitintervallen
eintretenden Verfinsterung eines Jupitermondes maß. Je nach Entfernung
des Jupiters zur Erde dauert die Verfinsterung länger oder kürzer
- Römer kannte die jeweilige Entfernung und konnte somit die Geschwindigkeit
des Lichtes berechnen.
Bradley machte 1727 exaktere Berechnungen mittels des
Wissens um die Erdgeschwindigkeit (30 km/sek).
1853 berechnete Jean Bernard Leon Foucault (1819-1868)
mittels eines rotierenden Spiegel die exakte Lichtgeschwindigkeit (299.796
km/sek +/- 4km/sek).
Die Formel dieser Erkenntnis lautet:
Isaac Newton versuchte
den Vorgang von Reflexion und Brechung mittels "fernwirkender
Kräfte", welche sich in der Nähe von spiegelnden und brechenden
Flächen befänden zu erklären. Er nahm an, es wirke auf das Licht in einer sehr kleinen Grenzstrecke eine anziehende Kraft in der Richtung des dichteren Mittels, die in fixer Entfernung von der Trennfläche fest wäre. Aus dieser vermeintlichen,
anziehenden Wirkung folgerte er, daß die Lichtgeschwindigkeit im
dichteren Medium proportional zum Brechungsexponenten ansteigt und sich beim Übergang in dünnere Medien veringert.
Eine falsche Schlußfolgerung die, wie sich später
herausstellte, aufgrund der anerkannten Autorität Newtons noch lange
zu Verwirrungen führte.
Sigaud de la Fond schrieb z.B.: "Gründet sich diese Wirkung (Anm. gemeint ist die Lichtbrechung) auf den Unterschied, den man zwischen der Dicke der Luft und der Dicke des Wassers bemerket? Viele Naturkündiger haben diesz wirklich geglaubt; allein sie haben sich geirret. Denn es würde daraus folgen, dasz die Grade der Brechung mit denen, welche man in den Dichtigkeiten refringenter (Anm. lichtbrechender) Körper antrifft, in einem Verhältnisse seyn müssen. Nun hat Newton das Gegentheil bewiesen, und uns von den Resultaten der Versuche, die er in der Absicht gemacht hat, Tabellen geliefert."
Trotz dieser von Snell van Royen aufgestellten, noch heute
gültigen Erkenntnis wurde öfters die optische
Dichte mit der spezifischen Dichte verwechselt: "Man bemerkt auch,
dasz ein Lichtstrahl keine Brechung leidet, ob er gleich schief durch das
Baumöl in den Borar geht, deren Dichtigkeit sich gegeneinander sie
0,913 : 1,714 verhält. (Anm. die optische
Dichte beträgt 1,515 : 1,516 => fast keine Brechung)
Man bemerkt überdiesz, dasz es zuweilen geschiehet, dasz ein Lichtstrahl
eine Brechung leidet, die in der Perpendicularlinie nähert, wenn er
schief durch einen dichtern Zwischenkörper in einen weniger dichten
gehet. Diesz geschiegt z.B. wenn er schief aus dem Wasser in Terpentinöl
gehet, deren Dichtigkeit sich gegen einander, wie 1 : 0,874 verhält.
(Anm. optische Dichte 1,33 : 1,44 => in Wirklichkeit
vom optisch weniger dichten in den optisch dichteren Körper => Brechung
zum Lot bzw. zur Perpendicularlinie)"
Eine interessante Beschreibung stellt die Lichtverstärkung mittels einer Wasser gefüllten Kugel dar: "Der Kupferstecher, der Schmelzarbeiter, und viele andere Künstler verschaffen sich vermittelst einer Kerze, die sie hinter einen mit Wasser gefüllten Becher setzen, ein sehr helles Licht."
Natürlich wurden zu dieser Zeit bereits Sehhilfen
zur Korrektion der Presbyopie (Alterssichtigkeit) angefertigt: "Ein
anderer Vortheil der Linsengläser ist, dasz sie uns die ihnen entgegen
stehenden Dinge unter einem gröszern Umfange, als sie von Natur haben,
ins Gesicht bringen."
Goethe vertrat (nebst anderen) die falsche Ansicht, daß ein Prisma das weiße Licht färbt. Sigaud de la Fond widmete Newtons Meinungen zur Farbentstehung 10 Kapitel (§419 - §428)! Um Newtons Farbenlehre zu untermauern spricht er von folgendem Versuch mit einem Augenglas: "Wenn man durch ein Augenglas einen Büschel von gefärbten, das ist, durch ein Prisma abgesonderten Strahlen, so gehen lässet, dasz das Augenglas den Büschel gänzlich auffangen kann, so wird man in dem Brennpunkte dieses Glases einen kleinen weiszen Zirkel sehen."
Sigaud de la Fond beschreibt auch die Newtonschen Interferenzringe
und die chemischen Bestandteile zur Färbekunst.
Alles in allem ein sehr interessantes Werk, welches uns
die optische Denkweise mit den vorherrschenden Meinungsverschiedenheiten
und unterschiedlichsten Theorien verstehen läßt.
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