Geometrische Kristallographie und Kristalloptik

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Erika Fischer
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1 Geometrische Kristallographie und Kristalloptik und deren Arbeitsmethoden Eine Einführung von Prof. Dr. Franz Raaz und Prof. Dr. Hermann Tertsch Wien Wien Zweite, verbesserte Auflage Mit 260 Textabbildungen Springer-Verlag Wien GmbH

2 Alle Rechte, insbesondere das der Übersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten Copyright 1939 and 1951 by Springer-Verlag Wien Ursprünglich erschienen bei Springer-Verlag in Vienna 1951 Softcover reprint of the hardcover 2nd edition 1951 ISBN ISBN (ebook) DOI /

3 Dem Andenken Friedrich Becke's gewidmet

4 Vorwort zur 1. Auflage. Langjährige Beobachtungen bei Abhaltung mineralogischer Übungen im Hochschulbetrieb ließen die Verfasser zu der Überzeugung kommen, daß es an einem modernen Lehrbehelf mangle, der zur Einführung gerade in die praktische Arbeit dienen könnte. Die verschiedenen Lehrbücher, die in den letzten Jahren erschienen und zum Teil in ganz hervorragender Weise der Einführung in das theoretisch-mineralogische Wissen dienlich sind, können aus raumtechnischen Gründen nicht auch noch ausreichende Winke zur praktischen Handhabung geben. Die großen Handbücher aber, die im besonderen der Darstellung der Arbeitsweisen gewidmet sind, schrecken den Anfänger, der seine ersten tastenden Versuche macht, durch ihren Umfang und die dabei unvermeidlich in die Breite gehende Darstellungsweise ab. Die Verfasser legen nun hier einen Versuch vor, dem Bedürfnis nach einem solchen Lehrbehelf nachzukommen, der neben der knappen Darstellung der theoretischen Grundlagen auch noch praktische Hinweise auf die Verwertung dieser Grundlagen enthält. Sie glauben damit auch das Wagnis rechtfertigen zu können, neben den bestehenden, vielfach ausgezeichneten und bewährten Büchern über kristallographische und kristalloptische Fragen noch einen weiteren Darstellungsversuch herauszugeben. Die Verfasser sind sich dessen voll bewußt, daß dabei noch viele Wünsche offen bleiben und daß sie mit der vorliegenden Arbeit die großen Handbücher in keiner Weise zu ersetzen vermöchten. Es soll deren Studium nur erleichtert werden, und zwar dadurch, daß hier einmal die wesentlichsten Grundlagen und Methoden kurz dargestellt werden und dann durch fortlaufende Bezugnahme auf besonders ausgewählte, ausführliche Handbücher ersichtlich gemacht wird, wo der Leser gründlichere und weitergehende Unterweisung finden kann. Mit diesem einführenden Lehrbehelf glauben die Verfasser auch jenen Kreisen zu dienen, für die mineralogische Fragen und Arbeitsweisen nur im Sinne einer Hilfswissenschaft von Bedeutung sind, wie das vielfach bei den Studien und Arbeiten der Physiker, Ohemiker und Pharmazeuten der Fall ist.

5 VI Vorwort. Es ist uns eine angenehme Pflicht, dem Verlage Julius Springer für das weitgehende Entgegenkommen, das wir bei der Herausgabe dieses Einführungsbüchleins fanden, herzliehst zu danken. Mag das Büchlein allen jenen, die auf dem schwierigen, aber so überaus reizvollen Gebiet der Kristallographie und Kristalloptik eine erste praktische Übersicht anstreben, ein brauchbarer Behelf werden. Wien, im Juni F. RAAZ, H. TERTSCH. Vorwort zur 2. Auflage. Die notwendig gewordene zweite Auflage ist im Wesentlichen ein Nachdruck der ersten, wobei - durch die Art des Herstellungsverfahrens bedingt - nur an wenigen Stellen kleine Verbesserungen vorgenommen werden konnten. Weitergehende Änderungen schienen auch nicht unbedingt erforderlich zu sein, denn die freundliche Aufnahme des Buches in Leserkreisen ließ bei den Verfassern die Überzeugung entstehen, daß sie hinsichtlich der Darbietung des Stoffes den richtigen Weg eingeschlagen hatten. Trotzdem wäre es unser Wunsch gewesen, da und dort gewisse Ergänzungen vorzunehmen, so beispielsweise im kristallographischen Teil eine Erläuterung der SCHOENFLIEsschen Symbole, die bisher nur in der Tabelle I den Projektionsschemas der 32 Kristallklassen einfach beigesetzt wurden. Die Verwendung der HERMANN-MAuGUINschen Symbolik jedoch liegt außerhalb des Rahmens dieses als Einführung in die Grundlagen des Faches gedachten Lehrbehelfes. Wien, im Dezember Die Verfasser.

6 Inhaltsverzeichnis. A. Kristallographie. Von Dr. FRANZ RAAZ. Seite Einleitung I 1. Die kristallographischen Grundgesetze a) Gesetz von der Konstanz der Flächenwinkel... " Anlegegoniometer b) Das Symmetrieprinzip in der Kristallwelt... 6 c) Das Parametergesetz Achsenkreuz und Parametergesetz Charakterisierung der Flächenarten Erklärung des Parametergesetzes aus dem Pein bau der Kristalle Indizierungsmethoden MILLERsche Indices d) Das Zonengesetz Das Zonensymbol Die Zonenregeln e) Kristallmessung mittels Reflexionsgoniometers Prinzip des einkrei~igen Reflexionsgoniometers Das einkreisige Goniometer Das zweikreisige Reflexionsgoniometer. Sphärische Koordinaten rp und e II. Methoden der graphischen Darstellung der Kristalle a) Bildhafte Darstellung (Parallelperspektive) b) Schematische Darstellungen Stereographische Projektion Gnomonische Projektion Als Beispiel: Schwefelkristall in stereographischer und gnomonischer Projektion c) Konstruktion des Achsenverhältnisses bei Kristallen mit rechtwinkeligem Achsenkreuz TII. Die Grundaufgaben der stereographischen Projektion a) Konstruktive Durchführung (mittels Zirkel und Lineal) b) Die Anwendung des WULFFschen Netzes IV. Die Symmetriegesetze in der Kristallwelt und ihr Einfluß auf die Verteilung und die Form der Flächen a) Das Symmetriezentrum

7 VIII Inhaltsverzeichnis. Seite b) Drehungsachsen (Deckachsen), Gyren Über die Möglichkeiten von Deckachsenkombinationen c) Spiegelebene (Symmetrieebene) und deren Beziehung zum Symmetriezentrum d) Achsen der zusammengesetzten Symmetrie (Achsen H. Art), Gyroiden: Inversionsachsen und Drehspiegelachsen e) Flächensymmetrie V. Entwicklung der Kristallklassen auf Grund der fünf Prinzipien der Formbildung (fünf einfache Stufen der Symmetrie) VI. Die 32 Kristallklassen in ihrer Gruppierung auf sieben Abteilungen (Kristallsysteme ) a) Hauptzonenverband : Neunzonensystem b) Die sieben Kristallsysteme c) Kristallklassen mit zentrogyroidaler Herleitung VII. Formenbeschreibung für die einzelnen Kristallsysteme mit Beispielen konstruktiver Darstellung in stereographischer Projektion 52 a) Triklines System b) Monoklines System c) Rhombisches System d) Tetragonales System e) Hexagonales System f) Rhomboedrisches oder trigonales System g) Kubisches oder tesserales System VIII. Zwillings bildungen a) Zwillingsgesetze b) Ausbildung der Zwillingskristalle IX. Die Raumgittervorstellung über den Feinbau der Kristalle a) Anfänge und Entwicklung der Theorien über die Kristallstruktur b) Die 14 BRAVAIsschen Gitter (Translationsgruppen) und die Weiterentwicklung der Theorie durch L. SOHNCKE c) Zusätzliche Symmetrieelemente des Feinbaues : Schraubenachsen und Gleitspiegelebenen d) Die Vollendung der Strukturtheorie. Die 230 SCHoENFLIEsschen Raumgruppen B. Kristalloptik. Von Dr. HERMANN TERTSCH. I. Grundlagen im optischen Verhalten der Kristalle a) Allgemeine Grundlagen b) Farbe, Durchlässigkeit, Glanz Farbe Strich Interferenzfarben Brechung (Durchlässigkeit) Prismenmethode Einbettungsmethode Methode der Totalreflexion BEcKEsche Lichtlinie Glanz

8 Inhalts verzeichnih. Seite c) Doppelbrechung und Polarisation Doppelbrechung Polarisation Spiegelpolarisatioll Doppelbrechungspolarisation 143. d) Beziehungen zur Kristallsymmetrie FLETCHERS Indikatrix BECKES Skiodromen Optik der niederen KristalllS'ylSteme e) Die Brechung8quotienten doppelbrechelluer KrilStallo Prismenmethode !llethode (lei' Totalreflexion r. DalS Polarisation>lmikroskop a) Beobachtungen im Orthoskop Unterscheidung VOll Einfachbrechullg uuu Doppelbrechullg. 15D 2. Bestimmung (101' Auslöi:lchungsrichtungen Bestimmung VOll a' uud y' Bestimmung der Brechungsquotiellte11 a' U11U y' Bestimmung der Doppelbrechung (y' - (1') Bestimmung des "optischen Charakters" Drehtischmethoden b) Beobachtungen im K0110"kop Beobachtungsgrundlagen Achsellbilder einachsiger KrilStalle EinachsigEs Achsenbild und optischer Charaktor Achsenbilder zweiachsiger Kristalle Zweiachsiges Achsenbild und optischer Charakter Messung des }.. chsenwinkels Achsenwinkeldi"persion c) Auswählende Absorption -- l'leochroitilllut> III. Kristalle mit optischem Drehvermögen a) Die Grunder8cheillungen des optischeu Dreh vermöge11" b) Die Arten optisch aktiver Substanzen J V. Beeinflussung ues optischen Verhaltens der Kri"talle a) Einfluß <1or Templ'ratur auf die optischen Eigenschaften b) Einfluß des Druckes auf die optischen Eigenschaften c) Optische Anomalien Sach verzeichnis Ergänzungen... '" X IX

9 Ergänzungen. :::leite 38, nach Fußnote 2: Die dritte, vollständig uillgearbeitete Auflage (Berlin, Borntraeger, 1941) ü;t betitelt: Lehr buch der Mineralogie unu KristallcheIllie; oben zitierter Symrnetriesatz findet sich dort im '1'eil I, S.44. Seite 105, bei Legende zu A bb. 150 den Zusatz: Die beiden negaiiven Formen unterscheiden sinh von den positiven bloß dureh die um 90 gedrehte Stellung (analog dem Tetraeder in positiver und negativer 8tellung).

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