Denkschriften der kaiser Akademie der Wissenschaften Vol 75-1-0055-0095

ww w bio log iez en tr u m at ry org /; OPTISCHE UNTERSUCHUNGSMETHODEN ww bi od ive rsi ty l ibr a II K A ibr a iod ive rsi ty W M He rita g eL FRIKDRICH BECKK, ry htt p:/ /w VON DER SITZUNG AM ö NOVEMBER 1903 Ca mb ri dg e, MA ); O rig i IN na VORGELEGT lD ow nlo ad fro m Th eB Mit 27 Tcxtfjgnrcn Co m pa rat i ve Zo olo g y( Inhalt of Seile Methoden 1^"1 [57] ary Bestimmung der Lichtbrechung Lib r of the A Orthoskopische Mu se um Allgemeine Regeln ^ Bestimmung der Grưße der Doppelbrechung Dispersion der Doppelbrechung Messung der Dispersion Er ns tM ay r rsi ive rd rva Die Geschwindigkeits-Ellipsen Die Skiodromen by the Ha pO] [62] '^ l"'^J '0 |64| '^ [^^l 20 [(4] -' [''^l "^^ [''^1 ed Ableitung der Isogyren aus den Skiodromen itis Un Konoskopische Methoden [58] Einaxige Krystalle Dig B [57] ty, der Doppelbrechung Zweiaxige Krystalle A Schnitte senkrecht aul' die optischen Symmetrie-Axen B Schnitte senkrecht auf einer optischen Symmetrie-Ebene C Schiefe Schnitte Skiodromen-Netzes Die Haupttypen der Isogyren abgeleitet aus den Haupttypen des Unterscheidung ein- und zweiaxigcr Messungen im konvergenten Krystalle, Erkennung des Charakters der Doppelbrcclumg [78] 26 [80] 28 [82] 31 [8o] 33 [87] 34 Licht ^'^ Ermittlung der Lage der optischen Axe V aus i881J t \°^\ ' Ermittlung des Winkelabstandes Ermittlung des Axenwinkels 24 ^ der Spur einer optischen Axe und einer Mittellinie 38 J [92] 56 Beck e, F dem Die optischen Untersuchungen wurden an Material, das die geologischen Zentralkette der Ostalpen geliefert hatten, mit einer gewissen Vorliebe angewendet dem Mikroskop und Wahrnehmung, daß antrieb, wenn auch diese Es waren auch andere Erwägungen dabei maßgebend Einmal soll bei den oft so vielfach mit einander der nicht nur den Verfasser es mit seinen Hilfsmitteln angieng, auszunützen, als Vorliebe nicht geleugnet werden bio log iez en tr u m at gerade diese Methoden, soweit eine Art Liebhaberei, welche Es war aber in die verwachsenen und verschränkten Gemengteilen ww w persönliche Vertrautheit mit Aufnahmen ry org /; der krystallinen Schiefer bei ihrer vielfachen Umschließung die optische Untersuchung richtigere Aufrsi ty l ibr a schlüsse versprach als die Versuche, die Gemengteile mechanisch zu sondern und chemisch zu unter- ww bi od ive suchen Ferner können die verfeinerten optischen Untersuchungsmethoden Verhältnisse aufklären, welche chemische Analyse nicht zu enthüllen vermag: jene feineren und oft htt p:/ /w die sorgfältigste Änderungen der chemischen Zusammensetzung, isomorpher Schicht- und ibr a ry die sich in der Zonenstruktur gesetzmäßigen eine reiche Ernte gewährt, sobald das Gesetz bekannt Mischungen und deren Ende vielleicht noch liegt ive iod denen der Zusammenhang der Lichtbewegung mit der in Mischung soweit stofflichen daß der Rückschluß aus der ersten auf die letztere mit voller Exaktheit möglich ow Bei der Feldspatgruppe rig i Feldspate sind dafür ein glänzendes Beispiel es also, jene MA ); O gilt e, liefern, aus denen dg Merkmale Ca mb ri chemische Mischung erschlossen werden kann olo g y( Bei anderen Mineralgruppen sind wir noch nicht so weit rat i mit Sicherheit ihre chemische Konstitution pa nicht folgt bei ve Zo und den sonstigen optischen Eigenschaften ist jedoch nicht der Fall se um wurde Das of Co m angesehen werden, wenn trotzdem auf die Aus der Hornblenden, Pyroxenen, Glimmern Es könnte daher vielleicht für u s w noch vergebliche Arbeit möglichst sorgfältige optische Charakteristik Wert gelegt Die optische Charakteristik chemische Deutung vielfach noch nicht möglich Mu ermittelten optischen Orientierung so ist, kann ist sie von bleibendem Wert doch Identität oder Wenn auch Unterschiede der the die Die Beobachtungen anzustellen, welche am raschesten und sichersten zur Kenntnis der optischen Orientierung führen, oder doch solche die ist lD ist, na geklärt nlo ad gibt, sehr weiter Ferne am Anfang einer Entwicklung stehen, Dennoch kann man sagen, daß es einzelne Mineral- Hinsicht noch fro m gruppen in in dieser eB daß wir läßt sich ja nicht leugnen, rsi ty die optischen Charaktere verknüpft das die chemische Zusammensetzung isomorpher Th Es ist, He rita g eL Mischkrystalle verraten Diesen gegenüber versagt die Analyse völlig, während die optische Untersuchung wenn das Lib r Gesetz, das chemische Mischung und optische Charakteristik verknüpft, auch bei ay r steigen, ary of Gemengteile verschiedener Gesteine sicherstellen und es kann späterhin der Wert der Angaben noch ty, rsi ive einem anderen Gesichtspunkte gepflegt Hat man an den Feldspaten zuerst das chemische Gesetz erkannt, dann die Verbindung rva rd worden speziellen Teile sich zeigen wird sind übrigens die optischen Untersuchungen noch aus Un Es dem in Er vorhanden, wie ns tM diesen Gruppen gefunden sein wird Ansätze zu einer solchen Kenntnis sind übrigens schon derzeit gelernt, die optische the Ha zwischen chemischer Mischung und optischer Charakteristik gefunden und endlich ed by Orientierung in den Dünnschliffen der Gesteine zu ermitteln, so könnten umgekehrt optische Unterjetzt umgekehrt den Weg weisen, um die extremen Mischungen auf- Dig itis suchungen der Gesteinsgemengteile zufinden und dann deren chemische Zusammensetzung zu ergründen Bei diesen Gesichtspunkten versteht es sich von selbst, daß Wert darauf gelegt wurde, an Stelle des bloßen Schauens und der Erfassung rein qualitativer Unterschiede nach Möglichkeit die Messung und die Zahl treten zu lassen Dabei verschließen wir uns nicht der Einsicht, daß Messungen an Dünnschliffen, ausgeführt mit dem Mikroskop, mit Fehlern behaftet sind, die man bei Untersuchungen an grưßeren Individuen vermeiden kann Diese Einsicht hat uns nicht abgeschreckt Eine Fehlergrenze ist immer noch besser als keine Messung Messung mit Kenntnis der Optische Untersnchungsmethoden 57 bio log iez en tr u m at Allgemeine Reo^eln dem petrographischen Teil der vorliegenden Arbeit werden viele optische Untersuchungsmethoden angewendet, die sich zum Teil mit und während dieser Untersuchungen entwickelt haben Es scheint ww w In welcher Form die Resultate derselben im einzelnen mitgeteilt Maß von welcher die Zeichen hier gebraucht werden es unerläßlich, die Art zu fixieren, ist Brechungsexponenten die der Reihenfolge in ry a, ß, vom kleinsten a' zwischen a und der grưßere ß, zwischen 7' und y ß liegt Dieselben Buchstaben bedeuten Schwingungsrichtungen derjenigen Wellen, welche sich mit dem betreffenden Brechungsdurch den Krystall fortpflanzen Dabei wird angenommen, daß iod exponenten ive rsi ty die Schwingungsrichtung die fro m Th senkrecht steht auf der Polarisationsebene von Malus welcher Weise Auslưschungswinkel gezählt werden, läßt nicht allgemein fixieren sich Die lD für Angabe der Auslöschungswinkel an Zwillingen die na Norm soll aber fest- rig i zusehen Als allgemeine der Besprechung der einzelnen Mineralgruppen nach- bei ist ow Bedeutung der gebrauchten Ausdrücke nlo ad In He rita g eL grưßten bedeuten In einem beliebigen Schnitt treten zwei Brechungsexponenten auf, von denen der kleinere auch daß festgesetzt, eB zum sei htt p:/ /w sollen ibr a Zunächst Methoden Präzision, verlangen aber einen unzwei- deutigen Gebrauch der Zeichen und Symbole; aus diesem Grunde in rsi ty l ibr a hohes gestatten in ihrer jetzigen Durcharbeitung ein sind Die optischen fest- ive in namentlich ww bi od zusetzen, Einleitung eine kurze Übersicht derselben zu geben und dieser in ry org /; wünschenswert, MA ); O gehalten werden, daß nicht der Winkel zwischen den beiden Auslöschungsrichtungen, sondern zwischen und der Zwillingsgrenze angegeben wird dg e, einer Auslöschungsrichtung Ca mb ri Entsprechend dem allgemeinen Gebrauche wird bei Feldspaten immer die Lage der Auslöschungs- Schwingungsrichtung der langsameren Welle ve die Zo immer der Amphibol-Pyroxen-Gruppe vom Bei den Mineralen (7') Rot erster Ordnung, Gips- oder Quarzkeil, pa rat i Bei der Einschaltung von Probeplatten (Gipsplatten se um of Co m 74^ Glimmerplatten) ist immer jene Stellung gebraucht worden, rascheren Welle durch die Quadranten linkshinten-rechtsvorne geht wo die Schwingungsrichtung der Diese Stellung wird als Regel- ay r Lib r ary of the Mu stellung bezeichnet (a') olo g y( richtung bestimmt, die der Schwingungsrichtung" der rascheren Welle entspricht rsi ty, Er ns tM A Orthoskopische Methoden Bestimmung der Lichtbrechmig rd Un ive Ha rva Zur Ermittlung der Lichtbrechung wurde häufig der Vergleich mit Quarz^ oder mit Canada1 balsam^ (m -54) angewendet In besonderen Fällen kam auch die von Schroeder van derKolk^ by the = Anwendung Hiebei wurde in der Regel so verfahren, daß aus zwei passenden Flüssigkeiten ein Medium hergestellt wui-de, in welchem die Konturen des zu prüfenden Objektes verschwanden Der Brechungsexponent der Immmcrsionsflüssigkeit wurde Dig itis ed ausgebildete Methode der Immersion in Flüssigkeiten in mit dem kleinen handlichen Mikrofraktometer von Bert ran d ermittelt, dessen Skala durch einige Mineralplatten von bekannten Indices ausgewertet wurde F Becke: Über die Bestimmbarkeit der Gesteinsgemengteile auf Grund ihres Lichtbrechungsvermögens Sitzb Wiener Akad., Juli 1893 M Levy: Determination des Feldspaths J L C S I Paris, 1894 ciiroeder van der Kolk Tabellen zur mikroskopischen Bestimmung der Mineralien nach ihrem Brechungsindex Wiesbaden, 1900 Denkschriften der malhem.-nalurw Classe Bd LXXV S 58 Beck e, F Die Bestimmung der Differenz (7 Der Messung des durch eine — bio log iez en tr u m at Bestimmung der Grưße der Doppelbrechung beruht auf zwei von einander unabhängigen Messungen: a) Ebene der optischen Axen hervorgebrachten Gang- Platte parallel der ww w unterschiedes Gangunterschiedes gedient bekannten von Minerals sondern an einem möglichst benachbarten Durchschnitt eines hatte, möglichst ive des Bestimmung der Regel nicht an demselben Durchschnitt, der zur in ww bi od Die Dickenmessung erfolgte rsi ty l ibr a ry org /; Der Dickenmessung Quarz oder Alkali-Feldspate Brechungsexponenten niedrigem He rita g eL ibr a ry htt p:/ /w wurden am häufigsten verwendet Die Dickenmessung erfolgte nach der von Michel Levy angegebenen Methode^ durch Einstellung auf die feinen Stäubchen der Ober- und der Unterseite des Durchschnittes und Ablesung der Tubus- Anwendung auf die roten Lichtes) eingehalten Besondere Aufmerksamkeit erfordert der tote iod (bis Vorsichtsmaßregeln ive wurden Levy angegebenen rsi ty verschiebung an der geteilten Mikrometerschraube Die von M mm Da ad die Dünnschliffe 0"02 Fehlergrenze na Bestimmung von der in (y — rig i grưßerer Genauigkeit geschehen kann, viel c o um die erste Normalen Schnitte, deren den Bereich des spitzen Axenwinkels in fallen, htt werden unter- ry Mittellinie, so p:/ /w nicht parallel gehen Ist die Dispersion der optischen in Schnitten, Ende des Spektrums ive verhält es sich positiv, für das andere negativ um Vesuvianen und finden Sie unter den sich Mineralien bei manchen Chloriten, gesteinbildenden fro m Farben Melilithen ow Mäßige Grade der Dispersion der Doppelbrechung rufen auch lD na der Nullstellung Nach Einschaltung rig i man e, dg Ca mb ri In Fig Fig- Zo (s— co) im grưßer als die Dispersion o \ OOOOS rat i a) Quarz, so wird die Kompensation im Violett Denken uns of se um Erscheinung die of wir Mu im Rot ist als the Nullstellung entfernt von der die weiter an einer Stelle erfolgen, pa — Co m (Y Dispersion von die Ist ve verschoben rechts olo g y( der doppelbrechenden Platte werde er nach in dem an der Hand eines die MA ); O machen kann bedeute 00 die Lage des Kompensationsstreifens leicht klar der Kompensation mit bei sich Babinet'schen Kompensator charakteristische Erscheinungen hervor, Diagramms mit der Wellen- dann mit geändertem Vorzeichen wieder zu wachsen Die Folge davon sind Th ab, Dann nimmt (y— a) ad anormale das Mineral keinen Gangunterschied, für das liefert iod länge zunächst bis He rita g Für eine bestimmte Farbe eintritt nlo eine innerhalb des Spektralbereiches ein Wechsel im Zeichen der eB Doppelbrechung wo Fälle vor, rsi ty kommen Schließlich eL ibr a normale, Schnitte im Bereich des stumpfen Axenwinkels übernormale Farben haben Farbenband ary dunklen die onn^'i Lib r im werden y ':X geneigten einen ' ' '.'/ V 'jÄ tM Stellen so zerlegt, ay r spektral Er ns Streifen bilden ty, Bezeichnen wir die im roten und violetten Licht und mit d die Dicke der Platte, mit Un /p /„, zur Kompensation erforderlichen Schrauben- Q die Instrument-Konstante des Babinet, ist: Ha so rva rd umdrehungen mit ive rsi bis by the (Y-a)pJ — a), Seite des Dig itis Auf der rechten zweier dunkler Streifen Licht 8x, so hat hat in Ausdruckes dem von ist alles bekannt bis auf der Lichtquelle gelieferten (z — iü\ Nimmt man und durch das Lichtfilter nun den Abstand durchgelassenen man 8a Q) (s — w)> -= X oder (s Die Grưßen links sind bekannt, somit kennt J Bestimmung der Doppclbrechung für verschiedene — w)x man das Verhältnis X Farben an einigen Mineralien : (s — o))>, .Min Pctr Milt Wien, 21, 107, 1902 — Optische Untersiichnngsmethoden 63 X: (3-0)) (1) 0-000759 0-00894 687 900 C 656 903 D 589 911 E F G 527 923 486 930 431 944 h 410 954 H 397 959 rsi ty l ibr a 72 57 52 — w) (s : — gegeben co) htt ry ibr a He rita g eL 43 41 genau einer linearen Funktion der Wellenlänge Man kann Die aus obiger Tabelle abgeleitete Formel lautet: ist 00834 • + 000049 ad = nlo X fro m Th daher X berechnen, wenn X entspricht fast 46 rsi ty (s p:/ /w ww bi od ive 65 ive : 76 » iod X •085 ry org /; A B eB Das Verhältnis — S ww w X bio log iez en tr u m at Dieses Verhältnis ändert sich sehr stark mit der Weilenlänge, wie die hier folgende Tabelle zeigt, die nach den Angaben in Landolt- Bernstein's physikalischen Tabellen zusammengestellt ist: das hier mitgeteilte Diagramm rig i ist es, (Fig 4) zu benützen, welches, über einer Abszisse Wellenlängen darstellend, die Kurven für (s— w)) und das Verhältnis X : (£-w)> enthält Der Gebrauch Ca mb ri dg e, die einfacher MA ); O Noch na lD ow -ft) ff Zo 00 PO olo g y( Fie ;- -; ;;::::: ve -J ::::.: : - se um 'X-\ •- -\ s ft: - - -J r 1" :: ±-' - ::: Mu OOOO^j '- of 000 s Co m pa rat i V"."- the mlllTTrofti S-? -•- _ r s: of 7:: :: ::::::: —.- 0-07 -? -S 008 :: :^' Lib r 00 093 ary ^ In Bf ns tM ay r r o'coos Er *5 " - ty, rsi > ive Un S :::::;(: 00091 :::4:q.-:::.;:t rva ovx -; W::^ Ha - V:': 00^ OOOOO ed by the - ::: - rd > ""^ itis ._ Dig nffliflirn]]' _ oooos des Diagramms wendete ist sehr Lichtfilter Man einfach Aus den Beobachtungen die Grưße X : (s — : (s («))x — w)), und für das ver- findet an der an der zweiten Kurve die Differenz der Brechungsexponenten für Quarz für diese Wellenlänge, so daß die Formel für die man sucht den entsprechenden Punkt der geraden Linie X Abszisse die Wellenlänge, ist findet (y— «)> auf Seite (62) ausgewertet Wellenlänge des angewendeten Lichtes bekannt werden kann und nebstbei ^ 64 Beck e, F bio log iez en tr u m at B Konoskoplsche Methoden Konoskopische Beobachtungen fanden ausgedehnte Verwendung Die neuerdings in grưßerer Zahl erscheinenden Handbücher, welche den Gebrauch des Polarisations-Mikrosl'Cops behandehn, ließen mich ry org /; Wenn konoskopischen Untersuchungsmethoden ausführlicher behandle, so hier die ich ver- Raschheit und Übersichtlichkeit des konoskopischenArbeitens verdienen würde als es die ist, vielseitige rsi ty l ibr a breitet Gebrauch des Mikrokonoskops noch lange nicht so ww w bemerken, daß die Kenntnis und der damit soll die konoskopische vielfach und dankbar Anregung, vielfache die kann Im Gegenteil erwähne ich ausdrücklich treten den Schriften E von Fedorow's ich über Theodolith- ibr a Fedorow gefundenen Sätze an die Arbeitsweise im konvergenten Licht eL V konoskopischen Methoden sind geradezu Anpassungen der den He rita g von von ry Manche methode ^ verdanke htt p:/ die Konkurrenz in /w Methode ww bi od ive kein abträgliches Urteil über das Arbeiten mit der Theodolithmethode ausgesprochen werden, mit welcher Der Nachweis, daß viele von den Untersuchungen, deren Durchführbarkeit auf dem allerdings meist etwas zeitraubenden und Wege der Theodolithmethode E von Fedorow gefunden leichteren Wege der konoskopischen Untersuchung erledigt werden können, und dem weiteren Wege Th exakter manchem optischer Untersuchungen an den bahnen rig i na lD ow nlo Dünnschliffen der Gesteine die P'ortschritt dürfte aber vielleicht fro m sein, auch auf dem kürzeren, hat, ad Forscher willkommen eB iod ive rsi ty umständlichen MA ); O Die Geschwindigkeitsellipsen dg e, sehr geeignet eine Darstellungsart, die schon in Beer's y( ist in die höhere Optik lichen Vorzüge keine Beachtung gefunden ve pa rat i hat einem optisch zweiaxigen Krystalle haben -rj alle Co m und einschließen, deren of Winkel r{ Einleitung aber bisher in der mineralogischen Literatur trotz ihrer augenschein- ist, se um In in Zo enthalten und Schwingungsrichtung ebener Wellen olo g doppelbrechenden Krystallen Ca mb ri Zur Übersicht der Fortpflanzungsgeschwindigkeit Summe tj-i-t/ Wellen, deren Normalen mit den optischen konstant ist, Axen die gleiche Fortpflanzungsgeschwindigkeit von Brennstrahlen die Rolle spielen Die ary of Axen the Mu Die zugehörigen Wellennoi malen erfüllen die Oberfläche eines elliptischen Kegels, für den die optischen Lib r und den verschiedenen Werten von '/] + •/]' Summe entspricht eine Schaar von tM ay r mänteln, von denen der erste sich auf den zwischen den optischen ns während das andere Extrem der auf der I Mittellinie zu 180° konfokalen elliptischen Kegel- Axen gelegenen Sektor der Axenebene senkrechten Kreisebene entspricht Er reduziert, = 21^ bis Tj+r/ variiert von einem Wert um ty, Wir ive eine Dann Un hat der bestimmte Vorstellung festzuhalten, Komplex von ebenen Wellen, einen negativen optisch Krystall deren Normalen den vSektor zwischen den ^ und Ha Axen V i? erfüllen, die mittlere Geschwindigkeit —, wobei the optischen rva rd betrachten rsi wollen, by ed den mittleren Brechungsexponenten ^ bedeutet Dem Dig senkrecht zur ersten Mittellinie a, entspricht die grưßte Diese Geschwindigkeitskegel heißen nach —V Geschwindigkeit Geschwindigkeitskegeln entsprechen Geschwindigkeiten zwischen der I Den zwischenliegcnden —V und —V Beer Geschwindigkeitskcgel Universal- (Theodolith-) Methode in der Mineralogie und Pctrographie, 22,229—268, in anderen Extrem, gebildet von den Normalen itis Luft, ß Geschwindigkeit v die ß Zeitschr f erster Art Kryst., 21, 574 — 678, 1893 11 Ebenda, 1894 von August Beer: Einleitung ^ Die drei Brcchungscxponcntcn eines zvvcixaigcn Krystalls \\-crdcn hier wie üblich in die höhere Optik Aufl., bearb V v L.'ing, 1882, S in 373 ff und S 304 ff der Reihenfolge a < ß