Joseph von Fraunhofer

Joseph von Fraunhofer (6 de Março de 1787 – 7 de junho de 1826) foi um oftalmologista alemão que foi o primeiro a estudar e classificar as linhas escuras que aparecem no espectro do sol. Durante sua vida foi conhecido como o criador dos melhores telescópios refratores da Europa. Ele também aperfeiçoou o uso de grelhas finas, conhecidas como grelhas de difração, para produzir e analisar espectros de luz.Fraunhofer nasceu em Straubling, Baviera, filho de Franz Xaver Fraunhofer e Maria Anna Fröhlich. O pai de Fraunhofer era um artesão que produzia vidro decorativo. Quando Fraunhofer tinha 11 anos, tinha perdido os seus pais e foi aprendiz de Philipp Anton Weichelsberger, um fabricante de espelhos e vidro decorativo. Enquanto Fraunhofer deve ter aprendido muito sobre a fabricação de vidro durante seu aprendizado, o ambiente foi geralmente opressivo, e ele não foi autorizado a assistir aulas no domingo que estavam reservadas para aprendizes.um evento ocorreu em 1801 para mudar a vida de Fraunhofer e a história da ciência. O complexo de Weichelsberger, que abrigava tanto o estúdio de vidro como os alojamentos, sofreu um colapso, e a esposa de Fraunhofer e Weichelsberger foram presas pelos escombros. A Sra. Weichelsberger perdeu a vida no incidente, mas Fraunhofer, protegida por um forte feixe cruzado, sobreviveu.a quase morte e resgate do jovem Fraunhofer chamou a atenção de Maximiliano IV José, Príncipe-eleitor da Baviera, que se diz ter estado envolvido no esforço de resgate. Maximiliano convidou Fraunhofer para seu castelo, e foi capaz de fornecer algum apoio financeiro para ele. Maximiliano também pressionou Weichelsberger para permitir que Fraunhofer assistisse às aulas no domingo, e colocá-lo sob os cuidados de Joseph von Utzschneider, um advogado com tendências empreendedoras.pouco depois de Fraunhofer e Utzschneider se encontrarem, este último fez parceria com Georg Reichenbach e J. Leibherr para abrir o Instituto mecânico matemático Reichenbach Utzschneider Liebherr, dedicado à fabricação de instrumentos de levantamento que necessitavam de lentes de alta qualidade para sua fabricação.em 1804, Fraunhofer, com a ajuda de uma bolsa de Maximiliano, tentou estabelecer seu próprio negócio, mas não conseguiu ganhar o suficiente para se sustentar e foi forçado a voltar para seu antigo empregador. Mas em 1806, Utzschneider ofereceu a Fraunhofer uma posição no Instituto, que agora estava localizado na Abadia de Benediktbeuern, anteriormente nas mãos da Ordem Beneditina. Aqui aprendeu a arte da vidraça com Pierre Guinand, que já havia aperfeiçoado algumas de suas próprias inovações.a partir deste ponto, Faunhofer começou a mostrar o seu valor. Em 1809, Fraunhofer foi oferecido uma parceria júnior na empresa, e foi encarregado de suas operações diárias, o que dois anos mais tarde significava gerenciar uma equipe de mais de 40 pessoas. Em 1812, Fraunhofer estava produzindo Lentes refratoras de qualidade com um diâmetro de sete polegadas, um tamanho respeitável para uma lente telescópica na época.Fraunhofer queria resolver o problema da coloração fantasma nas imagens de telescópios e outros instrumentos ópticos. Para realizar esta tarefa, ele decidiu analisar a luz do sol, e o espectro de cores diferentes que produziu quando passou por um prisma de vidro. A fim de examinar este efeito com mais precisão, ele examinou o espectro da luz solar usando um telescópio, e assim inventou o primeiro espectroscópio. Ele ficou surpreso ao encontrar espalhadas por todo o espectro, linhas escuras cuja posição não mudou. William Hyde Wollaston observou algumas das mesmas linhas em 1802, mas não tirou conclusões fortes do fenômeno.

linhas de Fraunhofer

Em 1814, em um livro de memórias intitulado “Tratado de Refração e Dispersão de Poderes dos Diferentes Tipos de Vidro,” Fraunhofer, publicou os resultados de sua pesquisa sobre as linhas escuras que ele encontrou não apenas no espectro do Sol, mas também a Lua, as estrelas, e as chamas. Ele mediu o índice de refração para diferentes linhas, que sempre estava no mesmo lugar no espectro, foram uma indicação da forma como os raios de uma cor em particular foram de refração. Ele usou os resultados de sua pesquisa para mitigar os efeitos da dispersão óptica, que é a fonte de coloração fantasma que diminui a partir de imagens ópticas claras.em 1821, Fraunhofer usou uma malha de arame para explorar os efeitos de dispersão de pequenas fendas, e descobriu que sua malha produziu um espectro da luz que ele estava observando. He used this array of uniformely spaced wires, two thousandths of an inch thick and spaced four thousandths of an inch apart, to compute the wavelength of light of a particular color, a feat first accomplished by Thomas Young in 1802.Fraunhofer mais tarde usou linhas gravadas em uma placa de vidro coberta com folha de ouro para produzir o mesmo efeito que a malha de arame. Tal arranjo é chamado de grelha de difração, e suas propriedades foram examinadas pela primeira vez pelo astrônomo americano David Rittenhouse em 1786. Ritterhouse, no entanto, não tirou nenhuma conclusão de sua descoberta. Fraunhofer publicou suas descobertas em 1821 em um livro de memórias intitulado “New Modification of Light by the Mutual Influence and the Diffraction of the Rays, and the Laws of this Modification.”

no total, Fraunhofer mapeou mais de 570 linhas, e designou as principais características com as letras A A K, e linhas mais fracas com outras letras.

Mais tarde foi descoberto por Gustav Kirchhoff e Robert Bunsen que as linhas escuras são devido à presença de elementos em A ] ou vapor através do qual a luz passa antes de seu espectro é analisado. These scientists found that some of the lines in the sun could be reproduced by passing light through the vapor of sodium produced by burning sodium chloride in a flame. Isto levou – os à conclusão de que o sódio está presente no sol, e que as linhas Fraunhofer no espectro solar são produzidas porque a luz do Sol passa através de sua própria atmosfera.algumas das linhas de Fraunhofer na luz solar são devido à absorção por elementos na atmosfera terrestre.em 1820 Fraunhofer tornou-se sócio de sua firma e diretor do Instituto. Devido aos instrumentos óticos que ele tinha desenvolvido, a Baviera ultrapassou a Inglaterra como o centro da indústria óptica. Até mesmo os gostos de Michael Faraday foram incapazes de produzir o vidro que poderia rivalizar com Fraunhofer s.

a Sua ilustre carreira, eventualmente, lhe rendeu um doutorado honorário da Universidade de Erlangen, em 1822, e, no mesmo ano, ele foi nomeado guardião do museu para a Academia Real de Ciências de Munique. Em 1824, o rei da Baviera concedeu-lhe a ordem do Mérito Civil. Como muitos vidreiros de sua época que foram envenenados por vapores de heavy metal, Fraunhofer morreu jovem, em 1826, aos 39 anos de idade. Pensa-se que as suas mais valiosas receitas de fabrico de vidro foram para a sepultura com ele.

Lentes telescópicas

a empresa de Fraunhofer equipou muitos dos respeitáveis Observatórios da Europa com telescópios. Um telescópio refrator de quase dez polegadas de diâmetro foi comprado pelo governo russo para seu observatório em Dorpat. Diz-se que Fraunhofer tinha planos para executar uma lente de telescópio de 18 polegadas.

Legacy

Fraunhofer inventou o espectroscópio e descobriu 574 linhas escuras que aparecem no espectro solar. Ele também se aproximou muito de uma descoberta feita 40 anos mais tarde que ligava os padrões formados por essas linhas escuras à composição química da fonte de luz.Fraunhofer inventou a grelha de difração e ao fazê-lo transformou a espectroscopia de uma arte qualitativa para uma ciência quantitativa, demonstrando como se poderia medir com precisão o comprimento de onda da luz. Ele descobriu que os espectros de Sírius e outras Estrelas de primeira magnitude diferiam umas das outras e do sol, fundando assim a espectroscopia estelar.no entanto, sua principal paixão ainda era a óptica prática.apesar de Fraunhofer ter investigado as linhas escuras do espectro para o propósito prático de melhorar a óptica, ele estava ciente de algumas das implicações teóricas interessantes de sua descoberta. Restava a outros revelar o impacto do trabalho de Fraunhofer. Grande parte da mecânica quântica, que clarifica a relação entre partículas e ondas, é baseada em uma análise de linhas espectrais.

infelizmente, Fraunhofer não deixou detalhes sobre a forma como ele fez suas grelhas de difração, e seus resultados foram difíceis de duplicar por causa do tempo necessário e do equipamento caro envolvido. Talvez seja por isso que 40 anos se passaram antes de avanços apreciáveis foram feitos sobre seu trabalho pioneiro.

na esfera prática, seu trabalho resolveu muitos dos problemas que os opticianos tinham enfrentado em relação à distorção cromática que atormentava os sistemas ópticos. Designers posteriores de telescópios e microscópios construídos em seus sucessos.

Veja também:

• Vidro
• Gustav Kirchhoff
• Óptica
• Robert Bunsen
• Espectroscopia
• Telescópio

• Aller, Lawrence H. 1991. Átomos, estrelas e nebulosas. 3rd ed. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 0-521-32512-9
• Anonymous. 1827. Poderes de refracção e dispersão do vidro. Foreign Quarterly Review. 1:424-434.King, Henry C. 2003. A história do telescópio. Mineola, New York: Dover Publications. ISBN 0486432653
• Sweetnam, George Kean. 2000. O comando da luz: A escola de Física de Rowland e o espectro. Philadelphia: American Philosophical Society. ISBN 0871692384

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• artigo da Enciclopédia Católica sobre Joseph von Fraunhofer