Józefa von Fraunhofera -Joseph von Fraunhofer
Józefa von Fraunhofera | |
---|---|
Urodzić się |
|
6 marca 1787
Zmarł | 7 czerwca 1826 |
(w wieku 39)
Znany z | Dyfrakcja Fraunhofera , linie Fraunhofera , odległość Fraunhofera |
Joseph Ritter von Fraunhofer ( / ˈ fr aʊ n ˌ h oʊ f ər / ; niemiecki: [ˈfraʊnˌhoːfɐ] ; 6 marca 1787 - 7 czerwca 1826) był niemieckim fizykiem i producentem soczewek optycznych . Stworzył szkło optyczne i obiektywy do teleskopów achromatycznych , wynalazł spektroskop i opracował siatkę dyfrakcyjną . W 1814 odkrył i zbadał ciemne linie absorpcyjne w widmie Słońca, znane obecnie jako linie Fraunhofera .
Jego imieniem nazwana została niemiecka organizacja badawcza Fraunhofer Society , która jest największym w Europie Towarzystwem na rzecz rozwoju badań stosowanych.
Biografia
Joseph Fraunhofer był jedenastym dzieckiem, urodzonym w Straubing , w elektoracie Bawarii , jako syn Franza Xavera Fraunhofera i Marii Anny Fröhlich. Został osierocony w wieku 11 lat i zaczął pracować jako praktykant u surowego szklarza, Philippa Antona Weichelsbergera. W 1801 r. zawalił się warsztat, w którym pracował, a on został pochowany w gruzach. Akcją ratunkową kierował książę-elektor Maksymilian Józef . Książę wkroczył w życie Fraunhofera, dostarczając mu książki i zmuszając swojego pracodawcę, aby dał młodemu Fraunhoferowi czas na naukę.
Joseph Utzschneider był również na miejscu katastrofy, a także stał się dobroczyńcą Fraunhofera. Dzięki pieniądzom, które otrzymał od księcia na ratunek i wsparciu, jakie otrzymał od Utzschneidera, Fraunhofer mógł kontynuować naukę równolegle z praktyką. W 1806 r. Utzschneider i Georg von Reichenbach sprowadzili Fraunhofera do swojego Instytutu w Benediktbeuern , zsekularyzowanym klasztorze benedyktyńskim zajmującym się produkcją szkła. Tam odkrył, jak wytwarzać drobne szkło optyczne i wynalazł precyzyjne metody pomiaru dyspersji optycznej .
To właśnie w Instytucie Fraunhofer spotkał Pierre'a-Louisa Guinanda ( de ), szwajcarskiego technika szklarskiego, który na polecenie Utzschneidera uczył Fraunhofera w wytwarzaniu szkła. W 1809 r. część mechaniczna Instytutu Optycznego znajdowała się głównie pod kierownictwem Fraunhofera, który w tym samym roku stał się jednym z członków firmy. W 1814 r. Guinand opuścił firmę, podobnie jak Reichenbach. Guinand został później wspólnikiem Fraunhofera w firmie, a nazwę zmieniono na Utzschneider-und-Fraunhofer. W 1818 roku Fraunhofer został dyrektorem Instytutu Optycznego. Dzięki doskonałym instrumentom optycznym opracowanym przez Fraunhofera Bawaria wyprzedziła Anglię jako centrum przemysłu optycznego. Nawet tacy jak Michael Faraday nie byli w stanie wyprodukować szkła, które mogłoby konkurować z Fraunhoferem.
Jego znakomita kariera przyniosła mu ostatecznie doktorat honoris causa Uniwersytetu w Erlangen w 1822 roku. W 1824 roku Fraunhofer został mianowany przez króla Maksymiliana I Kawalerem Orderu Zasługi Korony Bawarskiej , dzięki czemu został podniesiony do godności osobistej (z tytuł „Ritter von”, czyli rycerz). W tym samym roku został również honorowym obywatelem Monachium .
Jak wielu szklarzy jego epoki, został otruty oparami metali ciężkich , co spowodowało jego przedwczesną śmierć. Fraunhofer zmarł w 1826 roku w wieku 39 lat. Uważa się, że jego najcenniejsze receptury szklarskie poszły do grobu razem z nim.
Wynalazek i badania naukowe
Jedną z najtrudniejszych operacji optyki praktycznej w okresie życia Fraunhofera było dokładne polerowanie powierzchni sferycznych szkieł do dużych obiektów . Fraunhofer wynalazł maszynę, która odwzorowuje powierzchnię dokładniej niż konwencjonalne szlifowanie . Wynalazł również inne maszyny do szlifowania i polerowania oraz wprowadził wiele ulepszeń do produkcji różnych rodzajów szkła stosowanego w przyrządach optycznych, które zawsze okazywały się mieć różnego rodzaju wady i nieregularności.
W 1811 roku skonstruował nowy rodzaj pieca i podczas drugiej sesji topienia, kiedy topił dużą ilość szkła, odkrył, że może wyprodukować szkło krzemienne , które po wyjęciu z dna naczynia zawierającego około 224 funtów szkło, miało taką samą moc refrakcyjną jak szkło pobrane z powierzchni. Odkrył, że zarówno angielskie szkło koronowe, jak i niemieckie szkło stołowe zawierały wady, które powodowały nieregularne załamanie. W grubszych i większych szkłach takich defektów byłoby jeszcze więcej, przez co w większych teleskopach tego typu szkło nie nadałoby się na soczewki obiektywowe. W związku z tym Fraunhofer wykonał własną szklankę koronową.
Uważano, że dokładne wyznaczenie dla danego ośrodka mocy do załamywania promieni świetlnych i oddzielenia zawartych w nich barw utrudnia brak dokładnych granic pomiędzy barwami widma , co utrudnia dokładny pomiar kąta widzenia. refrakcja. Aby rozwiązać to ograniczenie, Fraunhofer przeprowadził serię eksperymentów w celu sztucznego wytworzenia jednorodnego światła i nie mogąc wpłynąć na swój obiekt w sposób bezpośredni, zrobił to za pomocą lamp i pryzmatów .
Odkrycie ciemnych linii absorpcyjnych
W 1814 Fraunhofer wynalazł nowoczesny spektroskop . W trakcie swoich eksperymentów odkrył jasną stałą linię, która pojawia się w pomarańczowym kolorze widma, gdy jest wytwarzana przez światło ognia . Linia ta umożliwiła mu później określenie absolutnej mocy załamania w różnych substancjach. Eksperymenty mające na celu ustalenie, czy widmo słoneczne zawiera tę samą jasną linię w kolorze pomarańczowym, co linia wytworzona przez pomarańczowe światło ognia, doprowadziło go do odkrycia 574 ciemnych stałych linii w widmie słonecznym. Obecnie znane są miliony takich stałych linii absorpcyjnych.
Kontynuując badania, Fraunhofer wykrył ciemne linie pojawiające się również w widmach kilku jasnych gwiazd , ale w nieco innych układach. Wykluczył możliwość, że linie powstały, gdy światło przechodzi przez ziemską atmosferę . Gdyby tak było, nie pojawiliby się w różnych układach. Doszedł do wniosku, że linie pochodzą z natury gwiazd i słońca i przenoszą informacje o źródle światła, niezależnie od tego, jak daleko to źródło jest. Odkrył, że widma Syriusza i innych gwiazd pierwszej wielkości różniły się od Słońca i od siebie nawzajem, tworząc w ten sposób spektroskopię gwiazd .
Te ciemne linie stałe okazały się później być liniami absorpcji atomowej, jak wyjaśnili Kirchhoff i Bunsen w 1859 roku. Linie te nadal nazywa się na jego cześć liniami Fraunhofera ; jego odkrycie wykroczyło daleko poza pół tuzina widocznych podziałów w widmie słonecznym, które wcześniej zauważył Wollaston w 1802.
Wynalezienie przyrządów optycznych
Fraunhofer opracował również siatkę dyfrakcyjną w 1821 r., po tym, jak James Gregory odkrył zjawisko siatki dyfrakcyjnej i po tym, jak amerykański astronom David Rittenhouse wynalazł pierwszą siatkę dyfrakcyjną wykonaną przez człowieka w 1785 r. Fraunhofer był pierwszym, który użył siatki dyfrakcyjnej do uzyskania widma liniowego i pierwszym który zmierzył długości fal linii widmowych za pomocą siatki dyfrakcyjnej.
Ostatecznie jednak jego główną pasją była nadal optyka praktyczna; napisał kiedyś, że „we wszystkich moich eksperymentach mogłem, z powodu braku czasu, zwracać uwagę tylko na te sprawy, które wydawały się mieć wpływ na optykę praktyczną”.
Teleskopy i przyrządy optyczne
Fraunhofer produkował dla swojej firmy różne przyrządy optyczne. Obejmowały one Refraktor Fraunhofera Dorpata używany przez Struve (dostarczony w 1824 roku do Obserwatorium Dorpat ) oraz Heliometr Bessela (dostarczony pośmiertnie), które były używane do zbierania danych dotyczących paralaksy gwiezdnej . Następca firmy, Merz und Mahler, wykonał teleskop dla Obserwatorium New Berlin, który potwierdził istnienie głównej planety Neptuna . Prawdopodobnie ostatni obiektyw teleskopu wykonany przez Fraunhofera został dostarczony do teleskopu tranzytowego w City Observatory w Edynburgu , sam teleskop został ukończony przez Repsolda z Hamburga po śmierci Fraunhofera.
Pracuje
- Kurzer Umriß der Lebens-Geschichte des Herrn Dr Joseph von Fraunhofer . Joseph von Utzschneider . Rösl, 1826.
- [Opere] (w języku niemieckim). Monachium: Verlag der königlich Akademie. 1888.
- Widma pryzmatyczne i dyfrakcyjne : wspomnienia. Joseph von Fraunhofer, William Hyde Wollaston . American Book Co., 1899.
Zobacz też
Uwagi
Bibliografia
- I. Bernarda Cohena; Henry Załoga; Josepha von Fraunhofera; De Witt Bristol Brace (1981). Teoria fal, światło i widma . Wydawnictwo Ayera. ISBN 978-0-405-13867-6.
- Aller, Lawrence H. (1991). Atomy, gwiazdy i mgławice, wyd. 3 . Wydawnictwo Uniwersytetu Cambridge . ISBN 978-0-521-32512-7.
- Klaus Hentschel : Mapowanie spektrum. Techniki reprezentacji wizualnej w badaniach i nauczaniu . Uniwersytet Oksfordzki Prasa, Oksford 2002.
- Jackson, Myles W. (2000). Widmo wiary: Joseph von Fraunhofer i rzemiosło optyki precyzyjnej . MIT Naciśnij .(Tłumaczenie niemieckie: Fraunhofers Spektren: Die Präzisionsoptik als Handwerkskunst , Wallstein Verlag, 2009.)
- Ralf Kern: Wissenschaftliche Instrumente in ihrer Zeit. Zespół 4: Perfektion von Optik und Mechanik. Kolonia, 2010.
Zewnętrzne linki
- Chisholm, Hugh, wyd. (1911). Encyklopedia Britannica . Tom. 11 (wyd. 11). Wydawnictwo Uniwersytetu Cambridge. p. 43. .
- „Józef von Fraunhofer (1787-1826)” . Narodowe Centrum Badań Atmosferycznych i Obserwatorium Wysokościowe.
-
Howard-Duff, Ian (1987). „Józef Fraunhofer (1787-1826)” . Dziennik Brytyjskiego Towarzystwa Astronomicznego . System danych astrofizyki NASA . 97 : 339. Kod Bib : 1987 JBAA...97..339H .
vol.97, nr 6, s.339-347
- „Józef von Fraunhofer” . Towarzystwo Fraunhofera .
- „Józef von Fraunhofer” . Encyklopedia Katolicka.
- „Józef Fraunhofer” . Encyklopedia.com .
- „Józef von Fraunhofer” . Encyklopedia Britannica .
- „Mikroskop von Utzschneider und Fraunhofer w Monachium” (w języku niemieckim). Muzeum Optischer Instrumente.
- „Teleskop załamujący Utzschneidera i Fraunhofera, Merza i Mahlera (Poszukiwacz komet)” . Narodowe Muzeum Historii Ameryki .
- „Teleskop Utzschneidera, Reichenbacha i Fraunhofera” . Narodowe Muzeum Historii Ameryki .