8 



Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



N. F. VII. Nr. i 



einem Molekiil ausgeht, ist zu klein, um einen 

 Eindruck auf unsere Netzhaut zu machen, und 

 auBerdem liegen die Molektile zu nahe beieinander, 

 um einzeln fiir sich gesehen zu werden. 



Die Frage ist indes, ob niclit das durch alle 

 die Molekiile zusammen zerstreute Licht sichtbar 

 sein wird, und ob daher nicht jeder Korper, durch 

 den ein Lichtbiindel hindurchscheint, auch dann, 

 wenn er ganz frei von Staubchen ist, etwas der- 

 artiges zeigen mufi, wie wir es in der Luft dieses 

 Saales sehen wtirden, wenn ein Biindel Sonnen- 

 strahlen hineinfiele und sich diese an dem 

 schwebenden Staub abzeichneten. Lobry de 

 Bruyn und Wolff haben aus ihren Versuchen 

 den SchluB gezogen, daB in der Tat Korper von 

 h'lhem Molekulargewicht durch den EinfluB ihrer 

 Molekiile das Licht zerstreuen, und die Theorie 

 lehrt, dafi jeder Korper dies in starkerem oder 

 schwacherem MaBe tun mufi. Das nach alien 

 Seiten geworfene Licht mu8 bei hinreichender 

 Dicke der Schicht, von der es ausgeht, merklich 

 werden, und die Schwachung der Strahlen, welche 

 die notwendige Folge der Zerstreuung ist, muB 

 sich bemerkbar machen, wenn man nur weit 

 genug langs des Strahlenbtindels fortschreitet. 



Der interessanteste Fall ist derjenige der 

 Atmosphare. Wird vollkommen reine Luft, in 

 der nicht das kleinste Staubteilchen oder Wa^ser- 

 tropfchen schwebt, allein wegen der molekularen 

 Siruktur nach Art eines feinen Nebels undurch- 

 sichtig werden? Rayleigh hat durch eine Be- 

 rechnung die Frage beantwortet, und ich kann 

 Ihnen seinen Gedankengang, einigermaBen nach 

 modernen Auffassungen modifi/.iert, in wenig 

 Worten angeben. Von dem EinfluB eines aus 

 Molekiilen zusammengesetzten Korpers auf ein 

 Lichtbiindel geben wir uns Rechenschaft, indem 

 wir uns vorstellen, daB in jedem Molekiil, selbst 

 in jedem Atom, noch viel kleinere Teilchen vor- 

 handen sind , die durch das Licht zum Mit- 

 srhwingen gebracht werden. Ich muB hinzufiigen, 

 daB die Krafte, die in einem Lichtstrahl wirksam 

 sind, elektrischer Natur sind, und daB wir daher, 

 um zu begreifen, dafi die Lichtschwingungen diese 

 kleinen Teilchen in Bewegung setzen konnen, 

 ihnen elektrische Ladungen zuschreiben. Es sind 

 die Elektronen, mit denen wir gegenwartig so- 

 viel zu tun haben. 



Nach dem Hu y gh e ns'schen Prinzip wird 

 jedes Elektron, sobald es zum Mitschwingen ge- 

 kommen ist, selbst der Mittelpunkt neuer Licht- 

 wellen, und hierin liegt die Ursache der Zerstreu- 

 ung, von der wir sprechen. 



Wieviel diese nun betragt, hangt nicht so 

 sehr von den Dimensionen der Molekiile und 

 ihren Massen ab, als vielmehr von dem, was sich 

 itinerhalb jedes Molekuls abspielt, und hiervon 

 kann man sich eine Vorstellung machen, wenn 

 man das Brechungsvermogen des Korpers mifit, 

 das seinerseits durch den Grad des Mitschwingens 

 bestimmt wird. Kennt man den Brechungsindex, 

 die Wellenlange und die Zahl der Molekule pro 



ccm, so kann man berechnen, wieviel von dem 

 einfallenden Licht nach alien Seiten zerstreut wird, 

 und wieweit ein Lichtbiindel, das sich eine ge- 

 wisse Strecke fortpflanzt, geschwacht wird. Fiir 

 gelbes Licht und fiir Luft gewohnlicher Dichte 

 findet man, mit Hilfe dessen, was wir iiber die 

 Anzahl Molekule wissen, dafi die Starke eines 

 Lichtbiindels nach dem Durchlaufen von ungefahr 

 100 km auf die Halfte gesunken ist. 



Innerhalb der Entfernungen, in denen wir ge- 

 wohnlich sehen, kann also reine Luft wohl durch 

 sichtig genannt werden, aber auf grofiere Ent- 

 fernungen hin, wie sie in der Atmosphare wirk- 

 lich vorkommen, ist die Zerstreuung des Lichts 

 durchaus nicht zu vernachlassigen. Die Strahlen 

 eines Sterns im Zenith wiirden nach der Berech- 

 nung, die ich Ihnen skizzierte, wenn sie die Erd- 

 oberflache erreichen, ungefahr 6 ",',, ihrer Intensitat 

 verloren haben. Wir konnen dies mit dem Er- 

 gebnis vergleichen, das man aus der Beobachtung 

 der Lichtstarke bei verschiedenen Hohen eines 

 Himmelskorpers abgeleitet hat; man hat daraus 

 auf eine Abnahme von ungefahr 20 / geschlossen. 



Ein Be we is fiir die molekulare Struktur der 

 Luft ist hiermit nicht geliefert, da man immer die 

 Zerstreuung des Lichtes schwebenden Staub- 

 teilchen wiirde zuschreiben konnen. Wir miissen 

 damit zufrieden sein, daB die Beobachtungen der 

 Molekulartheorie nicht widersprechen. Unser Er- 

 gebnis, daB wir den dritten Teil der wahrge- 

 nommenen Zerstreuung den Luftmolekiilen selbst 

 zuschreiben diirfen, ist vielleicht so befriedigend, 

 wie es erwartet werden konnte. 



Ich muB noch darauf hinweisen, daB nach der 

 Theorie von Rayleigh die Zerstreuung, die, sei 

 es durch die Luftmolekiile selbst, sei es durch 

 kleine schwebende Teilchen erzeugt wird, um so 

 mehr betragen mufi, je kleiner die Wellenlange 

 st. In der starkeren Zerstreuung der blauen 

 Strahlen diirfen wir die Ursache fiir die blaue 

 Farbe des Himmels sehen, und nach Rayleigh 

 wiirde also, auch wenn die Luft vollkommen rein 

 ware, der Himmel uns blau, wenn auch sehr 

 dunkel. erscheinen. Wir wiirden die Luft noch 

 wirklich sehen, und zwar wiirde die Sichtbarkeit 

 darauf beruhen, daB sie aus Molekiilen zusammen- 

 gesetzt ist. In der Tat folgt aus der Formel, mit 

 Hilfe deren die angefiihrten Zahlen gefunden worden 

 sind, daB die Zerstreuung bei einem gegebenen 

 Brechungsindex um so kleiner ist, je naher die 

 Molekule beieinander liegen, je ,,feinkorniger" also 

 das Medium ist; in einem vollkommen homogenen 

 und kontinuierlichen Medium wiirde die Zersireu- 

 ung ganz fortfallen. 



So wie die Luft nach unserer Auffassung nun 

 einmal ist, muB sie in Abstanden von einigen 

 Tausend Kilometern wie ein dichter Nebel wirken, 

 und es wiirde traurig aussehen, wenn sie sich von 

 der Erde bis zur Sonne erstreckte. Wir wiirden 

 uns dann wahrscheinlich in tiefer Finsternis be- 

 finden und sicher die Sonne nicht sehen. Die, 

 soweit wir wissen, vollkommene Durchsichtigkeit 



