Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Габриэль Липпманн
Габриэль Липпманн2.jpg
Родившийся
Йонас Фердинанд Габриэль Липпманн

( 1845-08-16 )16 августа 1845 г.
Бонневуа / Буневег, Люксембург (с 1921 года часть города Люксембурга )
Умер13 июля 1921 г. (1921-07-13)(75 лет)
СС Франция , Атлантический океан
НациональностьФранция
Альма-матерÉcole Normale Supérieure
ИзвестенЦветная фотография Липпмана
Встроенная трехмерная фотография
Электрометр Липпмана
НаградыНобелевская премия по физике (1908)
Научная карьера
ПоляФизика
УчрежденияСорбонна
ДокторантГустав Кирхгоф
Другие научные консультантыГерман фон Гельмгольц [1]
ДокторантыМари Кюри

Jonas Фердинанд Габриэль Липпман [2] (16 августа 1845 - 13 июля 1921) был Франко - Люксембургский физик и изобретатель , и лауреат Нобелевской премии по физике за его способа воспроизведения цвета фотографически , основанные на явлении интерференции . [3]

Ранняя жизнь и образование [ править ]

Габриэль Липпманн родился в Бонневуа , Люксембург (люксембургский: Bouneweg), 16 августа 1845 года. В то время Бонневуа был частью коммуны Холлерих (люксембургский: Hollerech), которую часто называют местом его рождения. (Оба места, Бонневуа и Холлерих, теперь являются районами города Люксембург.) Его отец, Исайя, французский еврей, родившийся в Эннери близ Меца , руководил семейным бизнесом по изготовлению перчаток в бывшем монастыре в Бонневуа. В 1848 году семья переехала в Париж, где Липпман сначала обучался у своей матери, Мириам Роуз (Леви), прежде чем поступить в лицей Наполеона (ныне Lycée Henri-IV ). [4]Говорили, что он был довольно невнимательным, но вдумчивым учеником, особенно интересовавшимся математикой. В 1868 году он был принят в Нормаль Эколь в Париже , где он провалил агрегирования экзамен , который бы позволил ему войти в профессию учителя, предпочитая вместо изучения физики. В 1872 году французское правительство отправило его с миссией в Гейдельбергский университет, где он смог специализироваться в области электричества при поддержке Густава Кирхгофа, получив докторскую степень с отличием в 1874 году. [5] Липпманн затем вернулся в Париж. в 1875 году, где он продолжал учиться до 1878 года, когда он стал профессором физики в Сорбонне . [6][7] [8]

Профессор Липпманн в лаборатории Сорбонны для исследований в области физики ( Bibliothèque de la Sorbonne , NuBIS)

Карьера [ править ]

Липпманн сделал несколько важных вкладов в различные области физики на протяжении многих лет.

Электрометр Липпмана (1872 г.)

Капиллярный электрометр [ править ]

Одним из ранних открытий Липпмана была взаимосвязь между электрическими и капиллярными явлениями, которая позволила ему разработать чувствительный капиллярный электрометр, впоследствии известный как электрометр Липпмана, который использовался в первом аппарате ЭКГ . В документе, доставленном в Философское общество Глазго 17 января 1883 года, Джон Г. МакКендрик описал устройство следующим образом:

Электрометр Липпмана состоит из трубки из обычного стекла, длиной 1 метр и диаметром 7 миллиметров, открытой с обоих концов и удерживаемой в вертикальном положении на прочной опоре. Нижний конец втягивают в точку капилляра, пока диаметр капилляра не станет 0,005 миллиметра. Трубка заполнена ртутью, а точка капилляра погружена в разбавленную серную кислоту (от 1 до 6 объемов воды), а на дне сосуда, содержащего кислоту, находится немного больше ртути. Платиновая проволока соединяется с ртутью в каждой пробирке, и, наконец, создаются устройства, с помощью которых можно увидеть точку капилляра в микроскоп с увеличением на 250 диаметров. Такой инструмент очень чувствителен; и Липпманн утверждает, что можно определить такую ​​малую разность потенциалов, как одну 10080-ю частьДаниэль . Таким образом, это очень тонкий способ наблюдения и (поскольку его можно градуировать с помощью компенсационного метода) измерения мельчайших электродвижущих сил. [9] [10]

Кандидатская диссертация Липпмана, представленная в Сорбонну 24 июля 1875 года, была посвящена электрокапиллярности . [11]

Пьезоэлектричество [ править ]

В 1881 году Липпманн предсказал обратный пьезоэлектрический эффект. [12]

Цветная фотография [ править ]

Цветная фотография, сделанная Липпманном в 1890-х годах. Он не содержит пигментов и красителей.

Прежде всего, Липпман запомнился как изобретатель метода воспроизведения цвета с помощью фотографии, основанного на явлении интерференции , за что ему была присуждена Нобелевская премия по физике 1908 года [7].

В 1886 году интерес Липпмана обратился к методу фиксации цветов солнечного спектра на фотографической пластинке . 2 февраля 1891 года он объявил Академии наук: «Мне удалось получить изображение спектра с его цветами на фотопластинке, при этом изображение остается фиксированным и может оставаться при дневном свете без ухудшения». К апрелю 1892 года он смог сообщить, что ему удалось создать цветные изображения витража, группы флагов, вазы с апельсинами, увенчанной красным маком, и разноцветного попугая. Он представил свою теорию цветной фотографии с использованием метода интерференции в двух докладах Академии: в 1894 г. и 1906 г. [5]

Стоячая волна. Красные точки - это волновые узлы.

Явление интерференции в оптике возникает в результате распространения волн от света . Когда свет заданной длины волны отражается обратно на себя зеркалом, возникают стоячие волны , подобно тому как рябь, возникающая в результате падения камня в стоячую воду, создает стоячие волны при отражении от поверхности, такой как стена бассейна. В случае обычного некогерентного света стоячие волны различимы только в микроскопически тонком объеме пространства рядом с отражающей поверхностью.

Липпман использовал это явление, проецируя изображение на специальную фотопластинку, способную регистрировать детали, меньшие длины волны видимого света. Свет проходил через поддерживающий стеклянный лист в очень тонкую и почти прозрачную фотоэмульсию, содержащую субмикроскопически мелкие зерна галогенида серебра . Временное зеркало жидкой ртути в тесном контакте отражало свет обратно через эмульсию, создавая стоячие волны, узлы которых оказывали незначительное влияние, в то время как их пучности создавали скрытое изображение . После развития получилась структура пластинок., отчетливые параллельные слои, состоящие из субмикроскопических зерен металлического серебра, которые были постоянной записью стоячих волн. В каждой части изображения расстояние между пластинками соответствовало полуволнам сфотографированного света.

Готовую пластину освещали спереди под почти перпендикулярным углом, используя дневной свет или другой источник белого света, содержащий полный диапазон длин волн видимого спектра . В каждой точке на пластине свет примерно той же длины волны, что и свет, который генерировал пластинки, сильно отражался обратно к зрителю. Свет с другими длинами волн, который не поглощался и не рассеивался зернами серебра, просто проходил через эмульсию, обычно для поглощения черным просветляющим покрытием, нанесенным на обратную сторону пластины после ее проявления. Таким образом, были восстановлены длины волн и, следовательно, цвета света, который сформировал исходное изображение, и было видно полноцветное изображение. [13] [14][15]

На практике использовать метод Липпмана было непросто. Очень мелкозернистые фотографические эмульсии с высоким разрешениемпо своей природе намного менее светочувствительны, чем обычные эмульсии, поэтому требовалось длительное время воздействия. С объективом с большой диафрагмой и очень ярко освещенным солнцем объектом иногда возможна выдержка камеры менее одной минуты, но обычно выдержки измеряются в минутах. Чистые спектральные цвета воспроизводятся блестяще, но нечеткие широкие полосы длин волн, отраженные реальными объектами, могут быть проблематичными. В процессе не производились цветные отпечатки на бумаге, и оказалось невозможным сделать хорошую копию цветной фотографии Липпмана путем ее повторного фотографирования, поэтому каждое изображение было уникальным. К передней части готовой пластины обычно приклеивали призму с очень мелким углом, чтобы отклонять нежелательные поверхностные отражения, и это делало пластины любого существенного размера непрактичными.Освещение и расположение для просмотра, необходимые для наилучшего отображения цветов, исключали случайное использование. Хотя специальные планшеты и держатель для планшетов со встроенным резервуаром для ртути были коммерчески доступны в течение нескольких лет, примерно в 1900 году, даже опытные пользователи обнаружили, что устойчивые хорошие результаты не достижимы, и процесс так и не закончился тем, что превратился в элегантное с научной точки зрения лабораторное любопытство. Однако это стимулировало интерес к дальнейшему развитиюцветная фотография . [15]

Процесс Липпмана предвосхитил лазерную голографию , которая также основана на записи стоячих волн на фотографическом носителе. Денисюкотражательные голограммы, часто называемые голограммами Липпмана-Брэгга, имеют похожие ламинарные структуры, которые предпочтительно отражают определенные длины волн. В случае реальных цветных голограмм этого типа с множеством длин волн информация о цвете записывается и воспроизводится так же, как в процессе Липпмана, за исключением того, что высокогерентный лазерный свет, проходящий через носитель записи и отраженный от объекта, генерирует требуемые отчетливые стоячие волны в относительно большом объеме пространства, устраняя необходимость в отражении, которое должно происходить в непосредственной близости от носителя записи. Однако, в отличие от цветной фотографии Липпмана, лазеры, объект и носитель записи должны оставаться стабильными с точностью до четверти длины волны во время экспонирования, чтобы стоячие волны могли регистрироваться надлежащим образом или вообще.

Интегральная фотография [ править ]

В 1908 году Липпманн представил то, что он назвал «интегральной фотографией», в которой плоский массив близко расположенных маленьких сферических линз используется для фотографирования сцены, записывая изображения сцены, как она появляется из множества немного разных горизонтальных и вертикальных точек. Когда полученные изображения исправляются и просматриваются через подобный массив линз, каждый глаз видит единое интегрированное изображение, состоящее из небольших частей всех изображений. Положение глаза определяет, какие части небольших изображений он видит. Эффект состоит в том, что визуальная геометрия исходной сцены реконструируется, так что границы массива кажутся краями окна, через которое сцена выглядит в натуральную величину и в трех измерениях, реалистично демонстрируя параллакс и сдвиг перспективы при любом сдвиге. изменение положения наблюдателя.[16] Этот принцип использования многочисленных линз или апертур для получения изображений для записи того, что позже было названо световым полем, лежит в основе развивающейся технологии фотокамер и микроскопов светового поля .

Когда Липпман представил теоретические основы своей «интегральной фотографии» в марте 1908 г., было невозможно сопровождать их конкретными результатами. В то время не хватало материалов, необходимых для изготовления лентикулярного экрана с надлежащими оптическими качествами. В 1920-х годах многообещающие испытания были проведены Эженом Эстанаве с использованием стеклянных линз Stanhope и Луи Люмьером с использованием целлулоида. [17] Интегральная фотография Липпмана была основой исследований трехмерных и анимированных лентикулярных изображений, а также цветных лентикулярных процессов.

Измерение времени [ править ]

В 1895 году Липпманн разработал метод устранения личного уравнения в измерениях времени, используя фотографическую регистрацию, и он изучил устранение неровностей маятниковых часов , разработав метод сравнения времен колебания двух маятников с почти равным периодом. [4]

Целостат [ править ]

Липпман также изобрел целостат , астрономический инструмент, который компенсировал вращение Земли и позволял фотографировать область неба без видимого движения. [4]

Академическая принадлежность [ править ]

Липпман был членом Академии наук с 8 февраля 1886 года до своей смерти, занимая пост ее президента в 1912 году. [18] Кроме того, он был иностранным членом Лондонского королевского общества , членом Бюро долгот , [4] и член Института Великого Герцога Люксембурга. Он стал членом Французского общества фотографии в 1892 году и его президентом с 1896 по 1899 год. [19] Липпманн был одним из основателей Института теоретической и прикладной теории во Франции. Липпманн был президентом Société Astronomique de France (SAF)., Французское астрономическое общество, 1903–1904 гг. [20]

Почести [ править ]

В Люксембурге Институт фундаментальных научных исследований был назван в честь Липпмана ( Centre de Recherche Public Gabriel Lippmann ), который 1 января 2015 года объединился с другим крупным исследовательским центром и образовал новый Люксембургский институт науки и технологий (LIST). [21]

Личная жизнь [ править ]

Липпманн женился на дочери писателя Виктора Шербулье в 1888 году. [4] Он умер 13 июля 1921 года на борту парохода « Франция» по пути из Канады. [22]

См. Также [ править ]

  • Список еврейских лауреатов Нобелевской премии

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Габриэль Липпманн" . Проект «Математическая генеалогия» . Проверено 31 августа 2015 года .
  2. ↑ Свидетельство о рождении, ср. Р. Грегориус (1984): Габриэль Липпманн. Обратите внимание на биографию. В: Открытие мемориальной доски в память о Габриэле Липпмане в Центре культуры и народного образования Бонневуа и Секции наук Института великого герцога. Bonnevoie, le 13 апреля 1984: 8–20.
  3. ^ "Габриэль Липпман | Французский физик" .
  4. ^ a b c d e "Габриэль Липпманн" . Нобелевский фонд. Архивировано 5 апреля 2016 года . Проверено 4 декабря 2010 года .
  5. ^ a b Жак Бинц, «Габриэль Липпман 1845–1921» , в книге Габриэля Липпмана: Commémoration par la section des Sciences naturelles, Physiques and mathématiques de l'Institut Grand-Ducal de Luxembourg du 150e anniversaire du savant né au Luxembourg, lauréat du prix Нобель 1908 года (Люксембург: Секция естественных, физических и математических наук Института Великого Герцога Люксембургского в сотрудничестве с Семиной по математике и Семинаром по истории наук и по медицине Центра Университета Люксембурга, 1997) , Jean-Paul Pier & Jos. A. Massard: éditeurs , Luxembourg 1997. Проверено 4 декабря 2010 г.
  6. ^ Йозеф Мария Эдер, История фотографии , 4-е изд. (Нью-Йорк: Довер, 1978; ISBN 0-486-23586-6 ), стр. 668. (Это Dover издание воспроизводит издание Columbia University Press за 1945 год; книга была первоначально опубликована в 1932 году как Geschichte der Photographie. ) 
  7. ^ a b Из Нобелевских лекций по физике 1901–1921 гг., издательство Elsevier Publishing Company, Амстердам, 1967 г.
  8. ↑ См. Также обширную биографию настранице Нобелевской премии по физике 1908 года .
  9. ^ Джон Г. МакКендрик, «Примечание о простой форме капиллярного электрометра Липпмана, полезного для физиологов».
  10. ^ См также аналогичное описание на немецкомв «Kapillārelektromēter », Энциклопедический словарь Мейера , Verlag де Bibliographischen Институтах, Лейпциг унд Вена, 1885-1892. Проверено 5 декабря 2010 года.
  11. ^ "О Габриэле Липпманне" . Центр общественных исследований - Габриэль Липпманн . Архивировано из оригинального 22 июля 2011 года . Проверено 28 сентября 2017 года .
  12. ^ Липпманн, Г. (1881). "Принцип сохранения электричества" . Annales de chimie et de Physique (на французском языке). 24 : 145.
  13. ^ Bolas, Т.др: Справочник по фотографии в цветах , Marion & Co. (Лондон, 1900): 45-59 (Источник archive.org 11 февраля 2010)
  14. ↑ Wall, EJ: Practical Color Photography , American Photographic Publishing Co. (Бостон, 1922): 185–199 (получено с archive.org 5 сентября 2010 г.)
  15. ^ a b Клаус Бидерманн, «Революционный подход Липпмана и Габора к визуализации» , Nobelprize.org . Проверено 6 декабря 2010 года.
  16. ↑ Липпманн, Г. (2 марта 1908 г.). "Épreuves réversibles. Фотографии intégrales" . Comptes Rendus de l'Académie des Sciences . 146 (9): 446–451. Bibcode : 1908BSBA ... 13A.245D . Перепечатано в «Избранных статьях на трехмерных дисплеях» Бентона.
  17. ^ Тимби, Ким (2015). Трехмерная и анимированная линзовидная фотография: между утопией и развлечениями . Берлин: Де Грюйтер. С. 81–84. ISBN 978-3-11-041306-9.
  18. ^ "Les Membres de l'Académie des Sciences depuis sa création (en 1666)" (на французском языке). Académie des Sciences. Архивировано из оригинала 2 марта 2008 года . Проверено 1 марта 2008 года .
  19. Не ^ Daniel Хирардин, "La Photographie interférentielle де Липпман, méthode Parfaite и др oubliée де репродукция де Couleurs" , опубликованной в DU, умереть Zeitschrift дер Kultur, нет 708: Фото, дер Lange Weg цур Farbe, Juillet-août 2000. Музей де л» Елисейские острова . (на французском языке) Проверено 6 декабря 2010 г.
  20. ↑ Бюллетень астрономического общества Франции , 1911, т. 25. С. 581–586.
  21. ^ Annuaire du Luxembourg 2015, опубл. Editus, p264
  22. ^ " Габриэль Липпманн, ученый, умирает в море ", The New York Times , 14 июля 1921 г.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • JP Pier & JA Massard (редакторы) (1997): Габриэль Липпманн: Commémoration par la section des Sciences naturelles, Physiques et mathématiques de l'Institut Grand-Ducal de Luxembourg du 150e anniversaire du savant né au Luxembourg, lauréat du prix Nobel en 1908 . Люксембург, раздел дез наука Naturelles, и др Mathématiques телосложения де l'Institut великокняжеского Люксембургский ан сотрудничество АВЭК ле семинарий Mathematique и др ль Seminaire d'Histoire де наука и де л médecine его центра Университетского де Люксембург, 139 стр.
  • Лебон, Эрнест, "Savants du jour: biography, bibliographie analytique des écrits", comprenant Portrait de Gabriel Lippmann. - 1911. с. 70, Готье-Виллар (Париж), 1909–1913.
  • Изабель Бергён, Le Dagobert optique , Editions Thierry Marchaisse, 2015.

Внешние ссылки [ править ]

  • Габриэль Липпман на Nobelprize.org, включая Нобелевскую лекцию, 14 декабря 1908 г. Цветная фотография
  • Габриэль Липпманн в еврейской энциклопедии
  • Общественный центр исследований - Габриэль Липпманн