Joseph von Fraunhofer

Joseph von Fraunhofer (6 martie 1787 – 7 iunie 1826) a fost un optician German care a fost primul optician german pentru a studia și clasifica liniile întunecate care apar în spectrele soarelui. În timpul vieții sale a fost cunoscut ca producătorul celor mai bune Telescoape refractoare din Europa. De asemenea, a perfecționat utilizarea grătarelor fine, cunoscute sub numele de grătare de difracție, pentru producerea și analizarea spectrelor de lumină.

Biografie

Fraunhofer s-a născut în Straubling, Bavaria, ca fiu al lui Franz Xaver Fraunhofer și al Mariei Anna fr. Tatăl lui Fraunhofer era un meșter care producea sticlă decorativă fină. Până la vârsta de 11 ani, Fraunhofer și-a pierdut ambii părinți și a fost ucenic la Philipp Anton Weichelsberger, un producător de oglinzi și sticlă decorativă. În timp ce Fraunhofer trebuie să fi învățat multe despre fabricarea sticlei în timpul uceniciei sale, mediul a fost în general opresiv și nu i s-a permis nici măcar să participe duminică la cursuri rezervate ucenicilor.

un eveniment a avut loc în 1801 care avea să schimbe viața lui Fraunhofer și istoria științei. Complexul lui Weichelsberger, care găzduia atât studioul de sticlă, cât și locuințele, a suferit un colaps, iar Fraunhofer și soția lui Weichelsberger au fost prinși de dărâmături. Doamna Weichelsberger și-a pierdut viața în incident, dar Fraunhofer, protejat de o grindă încrucișată puternică, a supraviețuit.

moartea și salvarea tânărului Fraunhofer au atras atenția lui Maximilian al IV-lea Iosif, prințul Elector al Bavariei, despre care se spune că a fost implicat în efortul de salvare. Maximilian l-a invitat pe Fraunhofer la castelul său și i-a putut oferi un sprijin financiar. Maximilian l-a presat, de asemenea, pe Weichelsberger să-i permită lui Fraunhofer să participe la cursuri duminică și l-a pus în grija lui Joseph von Utzschneider, un avocat cu înclinații antreprenoriale.la scurt timp după ce Fraunhofer și Utzschneider s-au întâlnit, acesta din urmă a colaborat cu Georg Reichenbach și J. Leibherr pentru a deschide Institutul mecanic matematic Reichenbach Utzschneider Liebherr, dedicat fabricării instrumentelor de topografie care necesitau lentile de înaltă calitate pentru fabricarea lor.

de la ucenic la manager

în 1804, Fraunhofer, cu ajutorul unui grant de la Maximilian, a încercat să-și înființeze propria afacere, dar nu a putut câștiga suficient pentru a se întreține și a fost forțat să se întoarcă la fostul său angajator. Dar în 1806, Utzschneider i-a oferit lui Fraunhofer o poziție la institut, care se afla acum la Benediktbeuern Abbey, anterior în mâinile ordinului benedictin. Aici a învățat arta fabricării sticlei de la Pierre Guinand, care și-a perfecționat deja unele dintre propriile inovații.

Din acest moment, Faunhofer a început să-și arate valoarea. Până în 1809, lui Fraunhofer i s-a oferit un parteneriat junior în firmă și a fost însărcinat cu operațiunile sale de zi cu zi, ceea ce doi ani mai târziu a însemnat gestionarea unui personal de peste 40 de persoane. Până în 1812 Fraunhofer producea lentile refractoare de calitate cu un diametru de șapte centimetri, o dimensiune respectabilă pentru o lentilă telescopică la acea vreme.Fraunhofer a vrut să rezolve problema colorării fantomă în imaginile telescoapelor și a altor instrumente optice. Pentru a îndeplini această sarcină, el a decis să analizeze lumina soarelui și spectrul diferitelor culori pe care le-a produs atunci când a trecut printr-o prismă de sticlă. Pentru a examina acest efect mai precis, el a examinat spectrul luminii solare folosind un telescop și astfel a inventat primul spectroscop. El a fost surprins să găsească împrăștiate pe tot spectrul, linii întunecate a căror poziție nu sa schimbat. William Hyde Wollaston a observat câteva dintre aceleași linii în 1802, dar nu a tras concluzii puternice din fenomen.

linii Fraunhofer

în 1814, într-un memoriu intitulat „Tratatul puterilor de refracție și dispersie ale diferitelor tipuri de sticlă”, Fraunhofer a publicat rezultatele cercetărilor sale asupra liniilor întunecate pe care le-a găsit nu numai în spectrele soarelui, ci și ale lunii, stelelor și flăcărilor. El a măsurat indicele de refracție pentru diferitele linii, care, deoarece se aflau întotdeauna în același loc în spectru, au fost o indicație a modului în care razele unei anumite culori au fost refractate. El a folosit Rezultatele cercetărilor sale pentru a atenua efectele dispersiei optice, care este sursa colorării fantomă care diminuează imaginile optice clare.

în 1821, Fraunhofer a folosit o plasă de sârmă pentru a explora efectele de dispersie ale fantelor mici și a constatat că plasa sa a produs un spectru al luminii pe care o observa. El a folosit această gamă de fire distanțate uniform, cu grosimea de două miimi de centimetru și distanțate la patru miimi de centimetru distanță, pentru a calcula lungimea de undă a luminii de o anumită culoare, o ispravă realizată pentru prima dată de Thomas Young în 1802.Fraunhofer a folosit ulterior linii gravate pe o placă de sticlă acoperită cu frunze de aur pentru a produce același efect ca și Plasa de sârmă. Un astfel de aranjament se numește grătar de difracție, iar proprietățile sale au fost examinate pentru prima dată de astronomul American David Rittenhouse în 1786. Cu toate acestea, Ritterhouse nu a tras nicio concluzie din descoperirea sa. Fraunhofer și-a publicat descoperirile în 1821 într-un memoriu intitulat „Noua modificare a luminii prin influența reciprocă și difracția razelor și legile acestei modificări.”

în total, Fraunhofer a cartografiat peste 570 de linii și a desemnat principalele caracteristici cu literele de la A la K și liniile mai slabe cu alte litere.mai târziu a fost descoperit de Gustav Kirchhoff și Robert Bunsen că liniile întunecate se datorează prezenței elementelor într-un ] sau vapori prin care lumina trece înainte ca spectrul său să fie analizat. Acești oameni de știință au descoperit că unele dintre liniile din soare ar putea fi reproduse prin trecerea luminii prin vaporii de sodiu produși prin arderea clorurii de sodiu într-o flacără. Acest lucru i-a condus la concluzia că sodiul este prezent în soare și că liniile Fraunhofer din spectrul solar sunt produse deoarece lumina soarelui trece prin propria atmosferă.

unele dintre liniile Fraunhofer din lumina soarelui sunt datorate absorbției de către elementele din atmosfera Pământului.

anii următori

în 1820 Fraunhofer a devenit partener deplin al firmei sale și director al Institutului. Datorită instrumentelor optice fine pe care le dezvoltase, Bavaria a depășit Anglia ca centru al Industriei Optice. Chiar și cei ca Michael Faraday nu au reușit să producă sticlă care să rivalizeze cu cea a lui Fraunhofer.

cariera sa ilustră i-a adus în cele din urmă un doctorat onorific de la Universitatea din Erlangen în 1822 și, în același an, a fost numit păstrător al muzeului pentru Academia Regală de științe din Munchen. În 1824, Regele Bavariei ia acordat Ordinul Meritului Civil. La fel ca mulți producători de sticlă din epoca sa care au fost otrăviți de vapori de metale grele, Fraunhofer a murit tânăr, în 1826, la vârsta de 39 de ani. Se crede că cele mai valoroase rețete ale sale de fabricare a sticlei s-au dus la mormânt cu el.

lentile telescopice

firma lui Fraunhofer a echipat multe dintre observatoarele respectabile din Europa cu telescoape. Un telescop refractor cu diametrul de aproape zece centimetri a fost achiziționat de guvernul rus pentru observatorul său de la Dorpat. Se spune că Fraunhofer avea planuri de a executa un obiectiv telescop de 18 inci.

Legacy

Fraunhofer a inventat spectroscopul și a descoperit 574 de linii întunecate care apar în spectrul solar. De asemenea, el s-a apropiat foarte mult de o descoperire făcută 40 de ani mai târziu, care a legat tiparele formate de aceste linii întunecate de compoziția chimică a sursei de lumină.Fraunhofer a inventat grilajul de difracție și a transformat spectroscopia dintr-o artă calitativă într-o știință cantitativă, demonstrând cum se poate măsura cu exactitate lungimea de undă a luminii. El a aflat că spectrele lui Sirius și ale altor stele de primă magnitudine diferă una de cealaltă și de soare, fondând astfel spectroscopia stelară.

în cele din urmă, totuși, pasiunea sa principală era încă optica practică.deși Fraunhofer a investigat liniile întunecate din spectru în scopul practic de a îmbunătăți optica, el a fost conștient de unele dintre implicațiile teoretice interesante ale descoperirii sale. A rămas pentru alții să dezvăluie impactul operei lui Fraunhofer. O mare parte din mecanica cuantică, care clarifică relația dintre particule și unde, se bazează pe o analiză a liniilor spectrale.

Din păcate, Fraunhofer nu a lăsat detalii despre modul în care și-a realizat grilajele de difracție, iar rezultatele sale au fost greu de duplicat din cauza timpului necesar și a echipamentelor scumpe implicate. Poate că acesta este motivul pentru care au trecut 40 de ani înainte de a se face progrese apreciabile în activitatea sa de pionierat.

în sfera practică, lucrarea Sa a rezolvat multe dintre problemele cu care Opticienii se confruntau în ceea ce privește distorsiunea cromatică care a afectat sistemele optice. Mai târziu, designerii de telescoape și microscoape au construit pe succesele sale.

Vezi și

• sticlă
• Gustav Kirchhoff
• optică
• Robert Bunsen
• spectroscopie
• telescop

• Aller, Lawrence H. 1991. Atomi, stele și nebuloase. A 3-a ed. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 0-521-32512-9
• anonim. 1827. Puterile de refracție și dispersie ale sticlei. Revizuirea Trimestrială Străină. 1:424-434.regele, Henry C. 2003. Istoria telescopului. Mineola, New York: Publicații Dover. ISBN 0486432653
• Sweetnam, George Kean. 2000. Comanda luminii: Școala de fizică și spectru a lui Rowland. Philadelphia: Societatea Filosofică Americană. ISBN 0871692384

toate linkurile preluate 8 iunie 2018.

• Catholic Encyclopedia articol despre Joseph von Fraunhofer