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Kapitel XI. Artikel 84, 85.
die Lichtstärke Null darbieten. Diese Voraussetzung kann
aber nur etwa bei der Mondkugel als erfüllt erklärt wer
den; sie hat bei dieser zur Folge, dass der im Schatten
befindliche Teil der Mondscheibe unsichtbar oder fast un
sichtbar ist. Bei allen Beleuchtungen auf der Erde giebt
es keine Lichtstärke Null, eben weil die direkten Licht
strahlen immer Reflexlicht oder Widerschein reichlich her-
vorrufen, wodurch auch die Schattenflächen in geringerem
Grad beleuchtet werden. Umgebende Gegenstände oder
der Fussboden oder Wolkenränder werfen das von der
Hauptlichtquelle erhaltene Licht nach verschiedenen Rich
tungen zurück, und ausser diesen Reflexlichtquellen wider
strahlt die Atmosphäre selber einen nicht geringen Teil
des Sonnenlichts. Sie ist fortwährend, und zwar bald
stärker, bald weniger, erfüllt von Staubkörnern und Wasser
dampfbläschen, welche nicht völlig durchsichtig sind, also
das empfangene Licht zu einem kleinen Teil nach allen
Seiten zurückwerfen und durch innere Brechung ablenken
oder zerstreuen, von welchen auch die abnehmende Farben
kräftigkeit und Licht- und Schattenstärke der Gegenstände
mit wachsender Entfernung vom Auge, die sogenannte
Luftperspektive herrührt. — Die von Fall zu Fall ver
änderlichen Reflexe von umgebenden Gegenständen bleiben
für die Darstellungen technischer Gebilde ausser Spiel
und nur das von der Atmosphäre erzeugte Reflexlicht ist
zu berücksichtigen. Es lässt sich nach weisen, dass dieses
zwar nach allen Richtungen des Raums, am stärksten aber
in derjenigen Richtung wirkt, welche dem Sonnenstrahl
genau entgegengesetzt ist und in dieser Weise führt
man es in die Darstellungen ein. Es wird auf die Schatten
seite der Kugel in derselben Weise wirken wie das direkte
Licht auf die Lichtseite, nur weit schwächer. Der dem
hellsten Punkt gerade entgegengesetzte Punkt der Kugel
fläche (r) erhält die Reflexlichtstrahlen normal zu seiner
Fläche, wird also der hellste Punkt des Körperschattens
sein. Die Parallelkreise der Lichtseite werden sich auf
der Schattenseite symmetrisch als Linien gleicher Schatten
stärke wiederholen, um so dunkler, je näher sie der
Körperschattengrenze liegen; nur wird der Unterschied
zwischen zwei benachbarten Schattenkreisen ein weit
kleinerer sein als zwischen zwei Kreisen im Licht. So
mit finden sich die Lichtstärken vom hellsten Punkt h an
abnehmend bis zur Schattengrenze, dann wieder um ein
Geringes stetig zunehmend bis zum hellsten Reflexpunkt r.
84. Lichtstufen im Schlagschatten auf der Kugel.
und Staubkörner der Atmosphäre seitlich zurückwerfen
oder durch Brechung seitlich ablenken. Man kann sich
dieses Licht als parallel zur Ebene des schattenabgrenzen-
den Grosskreises g k von allen Seiten gegen die Kugel
strahlend vorstellen, natürlich äusserst schwach. Seine
Wirkung muss wieder um so geringer sein, je schiefer es
die Kugelfläche trifft. Im früheren hellsten Lichtpunkt h
streift es die Fläche nur, also wird dieser Punkt als
Schlagschattenpunkt der dunkelste Punkt sein. Jeder
Parallelkreis der früheren beleuchteten Kugelhälfte wird
auch für den Schlagschatten eine Linie gleich heller
Punkte sein und die Lichtstärke wird vom dunkelsten
Schlagschattenpunkt j- an mit jedem solchen Kreis ein
wenigzunehmen, bis sie im Grosskreis gk dieselbe Stufe
erreicht wie bei der beleuchteten Kugel. Hienach findet
sich auf der im Schlagschatten befindlichen Kugel
eine stetige Abnahme der Lichtstärke vom hellsten Reflex
punkt r bis zum dunkelsten Schlagschattenpunkt s; bei
der beleuchteten Kugel erschien die Lichtstärke abnehmend
und dann wieder wachsend.
Auch der dunkelste Schlagschattenpunkt ^ hat nicht
die Lichtstärke Null; er ist noch immer Von demjenigen
Reflexlicht beleuchtet, das nach allen Seiten strahlt, und
erreicht dadurch eine Lichtstufe, die zwar gegenüber den
Lichtflächen verhältnismässig dunkel ist, aber als absoluter
Wert der Lichtempfindung noch immer recht ansehnlich
sein kann.
Es ist also dreierlei Reflexlicht zu Hilfe genommen,
um die nun abgeleiteten Lichtstufen auf den Schatten
flächen der Kugel zu begründen / /erstens ein stärkstes
Reflexlicht, dem direkten entgegengesetzt, das die Körper
schattenfläche abstuft, zweitens ein mittleres, in der Rich
tung des schattenabgrenzenden Grosskreises von allen
Seiten^senkrecht zum,., direkten Licht wirkend, das Streif
licht erhellend und die Schlagschattenfläche abstufend,
drittens ein schwächstes Reflexlicht, nach allen Richtungen
gleichmässig wirkend und auch die dunkelste Schlag
schattenfläche erhellend. Diese Annahmen über die Reflex
wirkungen mögen vielleicht ungenügend begründet und
willkürlich erscheinen; aber es ist für den vorliegenden
Zweck notwendig, an die Stelle der zahllosen Zufällig
keiten der Wirklichkeit etwas Unveränderliches zu setzen,
dessen Ergebnis wenigstens vielen Fällen der Wirklich
keit nahe kommt und eine Schattierung mit guter An
schauung der Formen liefert. Dieses Ergebnis muss die
Annahme rechtfertigen.
Noch ist zu sprechen über die Abstufung der
Schlagschatten. Irgend ein Gegenstand werfe einen
Schlagschatten auf die Kugel, oder die ganze Kugel sei
im Schlagschatten, so wird zunächst die Kugelhälfte mit
Körperschaften vom Reflexlicht getroffen werden nach wie
vor, also unverändert bleiben wie bei der beleuchteten
Kugel. Die Schlagschattenfläche wird aber von den Reflex
lichtstrahlen der oben für die Lichtkugel angegebenen
Richtung nicht mehr erhellt werden können, also dunkler
sein als der Körperschaften, und dies entspricht der Be
obachtung. Doch wirkt immer auch noch auf den Schlag
schatten dasjenige Reflexlicht, das die Wasserbläschen
Die vier Hauptlichtstufen. 85.
•
Wie gross man die Unterschiede zwischen den vier
Hauptlichtstufen h (hellster Punkt im Licht), k (Körper
schattengrenzlicht), r (hellster Reflexpunkt) und .? (dunkel
ster Schlagschattenpunkt) und im Zusammenhang damit
diejenigen zwischen je zwei Parallelkreisen halten soll,
kann nicht durch allgemeingültige Verhältniszahlen fest
gesetzt werden, sondern muss der Beobachtung und dem
Gefühl überlassen bleiben.
Die Beobachtung ergiebt, dass diese vier Werte mit
sehr weiten Grenzen für ihre Verhältnisse mit gleichem