Joseph von Fraunhofer

Joseph von Fraunhofer (6.Marts 1787 – 7. juni 1826) var en tysk optiker, der var den første at studere og klassificere de mørke linjer, der vises i solens spektre. I løbet af sin levetid var han kendt som producenten af de fineste refraktorteleskoper i Europa. Han perfektionerede også brugen af fine gitter, kendt som diffraktionsgitter, til fremstilling og analyse af lysspektre.

biografi

Fraunhofer blev født i Straubling, Bayern, søn af Frans Fraunhofer og Maria Anna fr. Fraunhofers far var en håndværker, der producerede fint dekorativt glas. Da Fraunhofer var 11, havde han mistet begge sine forældre og var i lære hos Philipp Anton, en spejl-og dekorativ glasproducent. Mens Fraunhofer må have lært meget om glasfremstilling under sin læretid, var miljøet generelt undertrykkende, og han fik ikke engang lov til at deltage i klasser på søndag, der var forbeholdt lærlinge.

en begivenhed fandt sted i 1801, der skulle ændre Fraunhofers liv og videnskabens historie. Det var et af de mest kendte steder i verden, at der var et stort antal mennesker, der var i stand til at finde et sted, hvor de var i stand til at finde et sted, hvor de var i stand til at finde et sted, hvor de var i stand til at finde et sted, hvor de var i stand til at finde et sted, hvor de var i stand til at finde et sted. Fru Vaichelsberger mistede sit liv i hændelsen, men Fraunhofer, beskyttet af en stærk tværbjælke, overlevede.den nærmeste død og redning af den unge Fraunhofer fangede opmærksomheden fra Maksimilian IV Joseph, Prins kurfyrste i Bayern, der siges at have været involveret i redningsindsatsen. Han inviterede Fraunhofer til sit slot og var i stand til at yde en vis økonomisk støtte til ham. Han blev også tvunget til at give Fraunhofer lov til at deltage i undervisningen på søndag, og satte ham under ledelse af Joseph von Utschneider, en advokat med iværksætterånd.

kort efter at Fraunhofer og Utschneider mødtes, samarbejdede sidstnævnte med Georg Reichenbach og J. Leibherr for at åbne det matematiske Mekaniske Institut Reichenbach Utschneider Liebherr, der var afsat til fremstilling af opmålingsinstrumenter, der krævede linser af høj kvalitet til deres fremstilling.

fra lærling til manager

i 1804 forsøgte Fraunhofer ved hjælp af et tilskud fra Maksimilian at etablere sin egen virksomhed, men kunne ikke tjene nok til at forsørge sig selv og blev tvunget til at vende tilbage til sin tidligere arbejdsgiver. Men i 1806 tilbød Utschneider Fraunhofer en stilling ved instituttet, som nu var placeret i Benediktbeuern Abbey, tidligere i hænderne på Benediktinerordenen. Her lærte han kunsten at fremstille glas fra Pierre Guinand, som allerede havde perfektioneret nogle af sine egne innovationer.

fra dette tidspunkt begyndte Faunhofer at vise sit værd. I 1809 blev Fraunhofer tilbudt et juniorpartnerskab i firmaet og fik ansvaret for dets daglige drift, hvilket to år senere betød at styre et personale på over 40 personer. I 1812 producerede Fraunhofer kvalitet refraktorlinser med en diameter på syv tommer, en respektabel størrelse for en teleskoplinse på det tidspunkt.

Fraunhofer ønskede at løse problemet med fantomfarvning i billeder af teleskoper og andre optiske instrumenter. For at udføre denne opgave besluttede han at analysere solens lys og spektret af forskellige farver, det producerede, da det passerede gennem et glasprisme. For at undersøge denne effekt mere præcist undersøgte han spektret af sollys ved hjælp af et teleskop og opfandt således det første spektroskop. Han var overrasket over at finde spredt over hele spektret, mørke linjer, hvis position ikke ændrede sig. Han observerede nogle af de samme linjer i 1802, men drog ingen stærke konklusioner fra fænomenet.

Fraunhofer lines

i 1814 offentliggjorde Fraunhofer resultaterne af sin forskning på de mørke linjer, som han ikke kun fandt i solens spektre, men også af Månen, stjernerne og flammerne. Han målte brydningsindekset for de forskellige linjer, som fordi de altid lå på samme sted i spektret, var en indikation af den måde, hvorpå strålerne i en bestemt farve blev brudt. Han brugte resultaterne af sin forskning til at afbøde virkningerne af optisk spredning, som er kilden til fantomfarvning, der forringer klare optiske billeder.

i 1821 brugte Fraunhofer et trådnet til at undersøge dispersionseffekterne af små spalter og fandt ud af, at hans maske producerede et spektrum af det lys, han observerede. Han brugte denne række jævnt fordelte ledninger, to tusindedele af en tomme tyk og adskilt fire tusindedele af en tomme fra hinanden, til at beregne bølgelængden af lys af en bestemt farve, en bedrift, der først blev udført af Thomas Young i 1802.

Fraunhofer brugte senere linjer ætset på en plade af glas dækket med guldblad for at producere den samme effekt som trådnet. Et sådant arrangement kaldes et diffraktionsgitter, og dets egenskaber blev først undersøgt af den amerikanske astronom David Rittenhouse i 1786. Ritterhouse trak imidlertid ingen konklusioner fra sin opdagelse. Fraunhofer offentliggjorde sine fund i 1821 i en erindringsbog med titlen “ny ændring af lys ved gensidig indflydelse og diffraktion af strålerne og lovene i denne ændring.”

I alt kortlagde Fraunhofer over 570 linjer og udpegede hovedfunktionerne med bogstaverne A til K og svagere linjer med andre bogstaver.det blev senere opdaget af Gustav Kirchhoff og Robert Bunsen, at de mørke linjer skyldes tilstedeværelsen af elementer i en ] eller damp, gennem hvilken lyset passerer, før dets spektrum analyseres. Disse forskere fandt ud af, at nogle af linjerne i solen kunne reproduceres ved at føre lys gennem dampen af natrium produceret ved at brænde natriumchlorid i en flamme. Dette førte dem til den konklusion, at natrium er til stede i solen, og at Fraunhofer-linjerne i solspektret produceres, fordi solens lys passerer gennem sin egen atmosfære.

Nogle af Fraunhofer-linjerne i sollys skyldes absorption af elementer i Jordens atmosfære.

senere år

i 1820 blev Fraunhofer gjort til en fuld partner for sit firma og direktør for instituttet. På grund af de fine optiske instrumenter, han havde udviklet, overhalede Bayern England som centrum for optikindustrien. Selv folk som Michael Faraday var ude af stand til at producere glas, der kunne konkurrere med Fraunhofers.

hans berømte karriere gav ham til sidst en æresdoktorgrad fra universitetet i Erlangen i 1822, og samme år blev han udnævnt til museumsindehaver for Det Kongelige Videnskabsakademi i Munchen. I 1824 tildelte Kongen af Bayern ham orden For Civil fortjeneste. Som mange glasproducenter i hans æra, der blev forgiftet af tungmetaldampe, døde Fraunhofer ung i 1826 i en alder af 39 år. Hans mest værdifulde glasfremstillingsopskrifter menes at være gået i graven med ham.

Teleskoplinser

Fraunhofers firma udstyrede mange af de respektable observatorier i Europa med teleskoper. Et brydningsteleskop med næsten ti tommer diameter blev købt af den russiske regering til dets observatorium i Dorpat. Det siges, at Fraunhofer havde planer om at udføre en teleskoplinse på 18 tommer.

Legacy

Fraunhofer opfandt spektroskopet og opdagede 574 mørke linjer, der optrådte i solspektret. Han kom også meget tæt på en opdagelse, der blev gjort 40 år senere, der forbandt mønstrene dannet af disse mørke linjer med den kemiske sammensætning af lyskilden.

Fraunhofer opfandt diffraktionsgitteret og transformerede dermed spektroskopi fra en kvalitativ kunst til en kvantitativ videnskab ved at demonstrere, hvordan man kunne måle lysets bølgelængde nøjagtigt. Han fandt ud af, at spektre af Sirius og andre stjerner i første størrelsesorden adskiller sig fra hinanden og fra solen og dermed grundlagde stjernespektroskopi.

i sidste ende var hans primære lidenskab dog stadig praktisk optik.

selvom Fraunhofer undersøgte de mørke linjer i spektret med det praktiske formål at forbedre optikken, var han opmærksom på nogle af de interessante teoretiske implikationer af hans opdagelse. Det forblev for andre at afsløre virkningen af Fraunhofers arbejde. Meget af kvantemekanik, som præciserer forholdet mellem partikler og bølger, er baseret på en analyse af spektrale linjer.

desværre efterlod Fraunhofer ikke detaljer om den måde, han lavede sine diffraktionsgitter på, og hans resultater var svære at duplikere på grund af den krævede tid og det dyre udstyr, der var involveret. Måske er det derfor 40 år gik, før der blev gjort mærkbare fremskridt i forbindelse med hans pionerarbejde.

på det praktiske område løste hans arbejde mange af de problemer, som optikere havde kæmpet med med hensyn til den kromatiske forvrængning, der plagede optiske systemer. Senere designere af teleskoper og mikroskoper bygget på hans succeser.

Se også

• glas
• Gustav Kirchhoff
• optik
• Robert Bunsen
• spektroskopi
• teleskop

• Aller, Laurence H. 1991. Atomer, stjerner og tåger. 3. udgave. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 0-521-32512-9
• anonym. 1827. Brydnings-og spredningskræfter af glas. Udenlandsk Kvartalsvis Gennemgang. 1:424-434.
• konge, Henry C. 2003. Historien om teleskopet. Mineola, NY York: Dover Publications. ISBN 0486432653
• søde, George Kean. 2000. Lysets kommando: Skolen for Fysik og spektrum. Philadelphia: American Philosophical Society. ISBN 0871692384

alle links hentet 8.juni 2018.

• Catholic Encyclopedia article on Joseph von Fraunhofer