Jökull - 01.01.2001, Blaðsíða 100

Leó Kristjánsson
ingarkennda kenningu um að ljós væri bylgja raf- og
segulsviða, fremur en fjaðurbylgja.
Polarimetrar þeir, sem áður voru nefndir, voru
framleiddir í þúsundatali á 19. öld og mjög mikið
notaðir á rannsóknastofum (einkum í lífrænni efna-
fræði), í iðnaði (einkum varðandi sykur o.fl. matvæli,
og nefndust þá sakkarimetrar), í læknisfræði og víðar.
Svipaðri tegund sem kalla mætti ellipsu–polarimetra,
var beitt til að rannsaka aðrar breytingar á skautunar-
ástandi ljóss í efnum. Í hverjum polarimeter voru oft-
ast tvö Nicol–prismu, og fór ljós fyrst gegnum ann-
að þeirra og síðan sýnið, en með hinu prismanu var
mælt hve mikið sveiflustefnan hafði snúist í sýninu.
Einnig voru í polarimetrum sérstakar þynnur (oftast
úr kvarzi, stundum silfurbergi) til að auka nákvæmni
aflesturs, en seint á öldinni var farið að bæta í þá einu
eða jafnvel tveim Nicol–prismum í sama tilgangi.
Ungur efnafræðingur í Frakklandi, L. Pasteur, hóf
að rannsaka ljóseiginleika vínsýru með polarimeter
upp úr 1845. Vitað var að vökvar og kristallar sneru
sveiflustefnu ljóss í ljósgeisla ýmist með eða móti úr-
vísum. Honum (Pasteur, 1848) tókst að sýna fram á
tiltekin tengsl þessa fyrirbrigðis við byggingu kristall-
anna. Það vakti mikla athygli og um leið áhuga efna-
fræðinga á fleiri þáttum í eðli sameinda. Pasteur sjálf-
ur fór í framhaldi af þessu m.a. að kanna áhrif örvera
á vínsýruna, og leiddu þær athuganir til nýs skilnings
á eðli lífsins.
SILFURBERG OG KRISTALLAFRÆÐI
FRAMAN AF 19. ÖLD
Rúmfræðileg bygging kristalla er mjög flókin, og
tók mestalla 19. öldina að greiða úr þeim málum.
Í ljós kom fljótlega, að samhverfu–eiginleikar ráða
þar miklu, og má skipta öllum þekktum kristöllum
í sex (sumir nota sjö) flokka eftir mismunandi sam-
hverfu. Einfaldasti flokkurinn eru svonefndir tenings–
kristallar, sem m.a. matarsalt tilheyrir. Kalkspat og
kvarz eru í flokki sem hefur minni samhverfu, en
þau eru jafnframt mjög heppileg til að hafa til hlið-
sjónar við skoðun hinna flóknari kristallaflokka. Kalk-
spat getur kristallast á óvenju marga vegu miðað við
önnur efni. Það myndar hóp með nokkrum öðrum
málm–karbónötum sem hafa grunn–form svipuð silf-
urbergi, og má bera ýmsa eiginleika þeirra saman.
Kalsíumkarbónat getur að auki myndað steind sem
nefnist aragonít og er í öðrum flokki kristalla en kalk-
spat. Allt þetta gerði kalkspat að einni mikilvægustu
steind í sögu steinda- og kristallafræða, og eru stað-
hæfingar um það víða í greinum og bókum merkra
fræðimanna.
Af öllu kalkspati var íslenska silfurbergið eftir-
sóttast til rannsókna á margskonar eðliseiginleikum.
Sjaldgæft var að kalkspatkristallar erlendis hefðu lög-
un skátenings–grunnformsins, og samsetning þeirra
íslensku gat verið yfir 99.9% hrein meðan erlend-
ir kristallar innihéldu iðulega fáein % af öðrum efn-
um en kalsíumkarbónati. Þótt oft væru í kristöllun-
um frá Helgustöðum sprungur og aðrar óreglur, voru
sumir kristallanna úr námunni meðal þeirra fullkom-
lega reglulegustu og gallalausustu, sem fyrirfundust af
nokkru efni í náttúrunni, og klofningsfletir voru mjög
sléttir. Þetta auðveldaði alla túlkun mælinga. „Íslenska
silfurbergið, þessi dásamlega steind, er hornsteinn
þekkingar okkar á eðlisfræði kristalla“ segir þekktur
austurrískur steindafræðingur, G. Tschermak (1881).
Ein merkasta uppgötvunin sem íslenska silfur-
bergið átti stóran þátt í á árunum 1820–50, var sú að
margir eiginleikar kristalla voru háðir stefnu miðað
við samhverfuása sína. Það gilti til dæmis um varma-
þenslu, varmaleiðni, fjaður–eiginleika, rafleiðni, og
svörun við utanaðkomandi segulsviði. Urðu þessar
niðurstöður grunnur að skilningi eðlisfræðinga á svo-
nefndri misátta hegðun efna (anisotropy), og geta þær
einnig hafa stuðlað að framförum í skyldum greinum
aflfræði og stærðfræði.
SKAUTUNARSMÁSJÁR OG
BERGFRÆÐI, UM OG EFTIR 1860
Nicol–prismu voru brátt notuð í smásjár til ýmissa
rannsókna í kristallafræði og bergfræði. Á sjötta ára-
tug 19. aldar varð Bretinn H. C. Sorby fyrstur til að
búa til sneiðar af bergi svo örþunnar, að ljós barst vel
í gegnum þær. A. Des Cloizeaux í Frakklandi (sem
hafði verið sendur hingað 1845 til að skoða silfur-
bergsnámuna), var farinn að beita skautun ljóss við
rannsóknir á steindum um 1860. Annar Íslandsfari,
Þjóðverjinn F. Zirkel, þróaði þessa tvennskonar tækni
100 JÖKULL No. 50