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Bemerkungen über die Durchsichtigkeit des Meerwassers.
die Entscheidung darüber zufällt, ob und in welchem Mafse eine Schwärzung
der photographischen Platten eingetreten sei. Aufserdeur könnte eingewendet
werden, dafs auf diese Platten nur die chemisch wirksamen Strahlen des
Spektrums einwirken, also vorzugsweise die blauen, violetten und übervioletten,
also nicht das gesammte Quantum Licht regiatrirt werde, welches in den be
treffenden Tiefen vorhanden sei, Pas führt uns nun auf eine dritte mögliche
Reihe von Beobachtungen, die von einer strenger physikalischen Grundlage
ausgeben.
Von dem Sonnenlicht, welches in Gestalt der Sonnenstrahlen unter einem
bestimmten Winkel, und als diffuses Tageslicht unter allen beliebigen Winkeln,
in die Meeresoberfläche eintritt, wird schon ein Theil durch diese Oberfläche
selbst reflektirt, der Rest dringt in das Wasser ein. In demselben findet das
Licht einmal ein zwar durchsichtiges, aber doch absorbirend wirkendes Medium,
welches mit jedem Schritte nach nuten einen nicht geringen Bruchtheil des
eitgedrungenen Lichtes verschluckt. Zweitens ist das Wasser getrübt durch
Sinkstoffe aller Art, welche besonders in der Nähe der Küsten reichlicher auf-
treten und ihrerseits noch besonders Licht absorbirend wirken müssen. Endlich
treiben im Seewasser erstaunliche Mengen kleinster Organismen umher, die
wenigstens zu Zeiten so zahlreich au ¡'treten, dafs kein Sonnenstrahl ein paar
Hundert Meter tief eindringen kann, ohne durch ihre hellen Körper gegangen
zu sein, wobei naturgemäfs Verluste an Licht unvermeidlich sind. Diese von
theils unorganischen, theils organischen Treibkörpern im Seewasser veranlafsten
Abschwächern gen der Intensität, also Quantität, und Aenderungen der Qualität
des eingedrungenen Lichts irgendwie' abzumessen, sind wir zunächst nicht im
Stande. Dagegen mögen die leicht übersehbaren Absorptionsvorgänge schlecht
hin in einem homogen gedachten durchsichtigen Medium, als welches das See-
vrasser aufgefafst werden kann, in folgender einfachen von Eduard Schmidt 1 )
angegebenen Weise hier entwickelt werden.
Setzt man die Intensität des Lichts, welche in einer bestimmten Tiefe x
unter der Oberfläche des Wassers vorhanden ist, = J, so wird bei weiterem
Vordringen des Lichts um ein Wegstück da die Intensität um dJ abnehmen;
folglich, da diese Abnahme der noch vorhandenen LichtmeDge proportional sein
nmfs, besteht die Proportion:
— d-J: J — die : a,
a bedeutet eine Konstante, welche für das betreffende Medium aus Beobachtungen
bestimmt werden mnfs. Bei der Integration erhält man:
logj as —
Diese Konstante C ergiebt sieh für x = Null als die an der Oberfläche
des Mediums, also hier vor dem Eintritt in das Wasser, vorhandene Intensität
J 0 . Demnach von den Logarithmen zu den Zahlen übergehend, erhalten wir:
x
— ^ —(X
J -ss ,/ 0 e a , oder bei e s -, ,/ ~ ,/„ e ,
wo e die Basis der natürlichen Logarithmen bedeutet. Wie mau sieht, nimmt
die Lichtstärke sehr rasch in geometrischer Progression ab, während die Tiefe
in arithmetischer Progression zunimmt.
Aus diesem Absorptionsgesetz ist aber zu folgern, dafs ein völliges
Verlöschen des Lichts im Meere erst in unendlicher Tiefe eintritt, denn
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die rechte Seite der Formel ist ein Bruch, welcher die Form — annehmen mufs,
damit J — Null wird, und das ist nur möglich, wenn x — oo, da ./ 0 , e und s
konstant sind. Es ist also gar nicht daran zu zweifeln, dafs Lieht, wenn auch
nur von unendlich geringer Stärke, bis in die gröfsten Meerestiefen eindringt.
Die Abnahme der Lichtstärke oder das Verhältnifs J: J 0 ist von dem
Absorptionskoöfficienten e abhängig. Um diesen für Seewasser zu bestimmen,
s ) Mathematische und Physische Geographie, Gottingen 183:7, Bd, 2, S, 9.8. Analytische
Optik, 1835, S. 203.