Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Йозеф фон Фраунгофер
Джозеф против Фраунгофера.jpg
Родившийся( 1787-03-06 )6 марта 1787 г.
Штраубинг , электорат Баварии в Священной Римской империи
Умер7 июня 1826 г. (1826-06-07)(39 лет)
Мюнхен , Германская Конфедерация
ИзвестенДифракции Фраунгофера , Фраунгоферовы линии , Фраунгофера расстояние

Джозеф Риттер фон Фраунгофера ( / е г aʊ п ˌ ч oʊ е ər / ; немецкий: [fraʊnˌhoːfɐ] ; 6 марта 1787 - 7 июня 1826 [1] ) был баварского физика и оптическая линза производитель . Он изготовил оптическое стекло и линзы объективов ахроматических телескопов , изобрел спектроскоп и разработал дифракционную решетку . В 1814 году он обнаружил и изучил темные линии поглощения в спектре Солнца, ныне известные как линии фраунгофера.. [2]

Немецкая исследовательская организация Fraunhofer Society названа в его честь и является крупнейшим в Европе обществом по развитию прикладных исследований.

Биография [ править ]

Йозеф Фраунгофер был 11-м ребенком, родившимся в Штраубинге , в Баварском электорате , у Франца Ксавера Фраунгофера и Марии Анны Фрелих. [3] Он осиротел в 11 лет и начал работать подмастерьем у сурового стеклодува Филиппа Антона Вайхельсбергера. [4] [5] В 1801 году мастерская, в которой он работал, рухнула, и он был похоронен в развалинах. Спасательной операцией руководил курфюрст Максимилиан Иосиф . Принц вошел в жизнь Фраунгофера, снабдив его книгами и вынудив своего работодателя дать молодому Фраунгоферу время для учебы. [4] [5]

Йозеф Утшнайдер также был на месте катастрофы и также стал благодетелем Фраунгофера. На деньги, предоставленные ему принцем после его спасения, и поддержку, которую он получил от Утцшнайдера, Фраунгофер смог продолжить свое образование наряду с практическим обучением. [6] В 1806 году Утшнайдер и Георг фон Райхенбах привезли Фраунгофера в свой институт в Бенедиктбойерн , секуляризованный бенедиктинский монастырь, посвященный стекольному производству. Там он открыл, как делать тонкое оптическое стекло, и изобрел точные методы измерения оптической дисперсии . [5]

Именно в Институте Фраунгофер познакомился с Пьером Луи Гинаном, швейцарским техником по стеклу, который обучал Фраунгофера стекольному производству по указанию Утцшнайдера. [7] К 1809 году механическая часть Оптического института находилась в основном под руководством Фраунгофера, и в том же году Фраунгофер стал одним из членов фирмы. [8] В 1814 году Гинан покинул фирму, как и Райхенбах. Позже Гинан стал партнером Фраунгофера в фирме [7], и название было изменено на Утцшнайдер-унд-Фраунгофер. В 1818 году Фраунгофер стал директором Оптического института. Благодаря прекрасным оптическим инструментам, разработанным Фраунгофером, Бавария обогнала Англию и стала центром оптической промышленности. Даже такие, как Майкл Фарадейне могли производить стекло, которое могло составить конкуренцию Фраунгофера. [4] [5]

Его прославленная карьера в конечном счете принесла ему звание почетного доктора из Университета Эрлангена в 1822 году В 1824 году Fraunhofer был назначен кавалером ордена за заслуги баварского короны на короля Максимилиана I , с помощью которого он был воспитан в личное дворянство (с титул «Риттер фон», т.е. рыцарь). В том же году он стал почетным гражданином Мюнхена .

Как и многие стеклодувы его эпохи, он был отравлен парами тяжелых металлов , что привело к его преждевременной смерти. Фраунгофер умер в 1826 году в возрасте 39 лет. Считается, что его самые ценные рецепты изготовления стекла ушли в могилу вместе с ним. [4]

Изобретения и научные исследования [ править ]

Фраунгофер демонстрирует спектроскоп.

Одной из самых сложных операций практической оптики в период жизни Фраунгофера была точная полировка сферических поверхностей больших предметных стекол . Фраунгофер изобрел машину [ какую? ], который обработал поверхность более точно, чем обычное шлифование . Он также изобрел другие шлифовальные и полировальные станки и внес множество усовершенствований в производство различных видов стекла, используемого для оптических инструментов, которые, как он всегда находил, имеют различные дефекты и неровности. [8]

В 1811 году он построил печь нового типа , и во время своего второго плавления, когда он расплавил большое количество стекла, он обнаружил, что может производить бесцветное стекло , которое, если взять его со дна сосуда, содержащего примерно 224 фунта стекла. стекло имеет такую ​​же преломляющую способность, как стекло, снятое с поверхности. Он обнаружил, что стекло английской короны и немецкое столовое стекло содержали дефекты, которые имели тенденцию вызывать нерегулярное преломление. В более толстых и больших очках таких дефектов было бы еще больше, так что в больших телескопах такое стекло не подходило бы для линз объективов. Соответственно, Фраунгофер сделал свой собственный бокал для короны. [8]

Считалось , что точное определение мощности для данной среды преломлять лучи света и отделить различные цвета , которые они содержат , препятствовали отсутствие четких границ между цветами в спектре , что делает его трудно точно измерить угол преломление. Чтобы устранить это ограничение, Фраунгофер провел серию экспериментов с целью искусственного получения однородного света и, не имея возможности воздействовать на свой объект напрямую, он сделал это с помощью ламп и призм . [8]

Обнаружение темных линий поглощения [ править ]

Иллюстрация солнечного спектра, нарисованная и раскрашенная Йозефом фон Фраунгофер с темными линиями, названными в его честь. ( Марка DBP 1987 г. к 200-летию со дня рождения Фраунгофера)

К 1814 году Фраунгофер изобрел современный спектроскоп . [9] В ходе своих экспериментов он обнаружил яркую фиксированную линию, которая появляется в оранжевом цвете спектра, когда она создается светом огня . Эта линия позволила ему впоследствии определить абсолютную силу преломления в различных веществах. Эксперименты с целью выяснить, содержит ли солнечный спектр такую ​​же яркую линию оранжевого цвета, что и линия, производимая оранжевым светом огня, привели его к открытию 574 темных фиксированных линий в солнечном спектре. Сегодня известны миллионы таких фиксированных линий поглощения. [8] [10]

Продолжая исследования, Фраунгофер обнаружил темные линии, также появляющиеся в спектрах нескольких ярких звезд , но в немного другом расположении. Он исключил возможность того, что линии образовались при прохождении света через атмосферу Земли . Если бы это было так, они бы не появлялись в разных аранжировках. Он пришел к выводу, что линии берут начало в природе звезд и солнца и несут информацию об источнике света, независимо от того, насколько далеко этот источник находится. [2] Он обнаружил, что спектры Сириуса и других звезд первой величины отличаются от Солнца и друг от друга, таким образом положив начало звездной спектроскопии . [11]

Позднее было показано, что эти темные неподвижные линии являются линиями атомного поглощения, как объяснили Кирхгоф и Бунзен в 1859 году. [12] Эти линии до сих пор называются линиями фраунгофера в его честь; его открытие вышло далеко за рамки полдюжины видимых делений в солнечном спектре, которые ранее были отмечены Волластоном в 1802 году [13].

Изобретение оптических инструментов [ править ]

Фраунгофер также разработал дифракционную решетку в 1821 году, после того как Джеймс Грегори открыл явление дифракционной решетки, и после того, как американский астроном Дэвид Риттенхаус изобрел первую искусственную дифракционную решетку в 1785 году. [14] [15] Фраунгофер был первым, кто использовал дифракционную решетку для получить линейчатые спектры и первым измерить длины волн спектральных линий с помощью дифракционной решетки.

Однако в конечном итоге его главной страстью по-прежнему была практическая оптика; он однажды написал, что «во всех своих экспериментах я мог из-за нехватки времени уделять внимание только тем вопросам, которые, казалось, имели отношение к практической оптике». [16]

Телескопы и оптические инструменты [ править ]

Фраунгофер производил для своей фирмы различные оптические инструменты. [7] Это включало рефрактор Фраунгофера Дорпата, используемый Струве (доставленный в 1824 г. в Дерптскую обсерваторию ), и гелиометр Бесселя (поставлен посмертно), которые оба использовались для сбора данных о звездном параллаксе . Преемник фирмы, Мерц унд Малер, сделал телескоп для Новой берлинской обсерватории, который подтвердил существование большой планеты Нептун . Возможно , последний телескоп цель сделали Фраунгофера подавались для транзитного телескопа в городской обсерватории, Эдинбург , [17] сам телескоп завершается путемРепсольд из Гамбурга после смерти Фраунгофера.

Работает [ править ]

  • Призматические и дифракционные спектры : воспоминания. Йозеф фон Фраунгофер, Уильям Хайд Волластон . Американская книжная компания, 1899 г.
  • Kurzer Umriß der Lebens-Geschichte des Herrn Dr. Joseph von Fraunhofer . [18] По Джозеф фон Utzschneider . Рёль, 1826 г.

См. Также [ править ]

  • Фраунгофер (кратер)
  • Немецкие изобретатели и первооткрыватели

Заметки [ править ]

  1. ^ Адольф WISSNER (1961), "Fraunhofer, Йозеф фон (Bayerischer Personaladel 1824)" , Neue Deutsche Biographie (ОПРС) (на немецком языке ), 5 , Берлин:. Дункер и Humblot, стр 382-384; ( полный текст онлайн )
  2. ^ a b Китти Фергюсон и Мико Мациашек (20 марта 2014 г.). «Стеклодув, положивший начало астрофизике» . Наутилус . Проверено 8 апреля 2018 года .
  3. ^ Хоккей, Томас (2009). Биографическая энциклопедия астрономов . Издательство Springer . ISBN 978-0-387-31022-0. Проверено 22 августа 2012 года .
  4. ^ a b c d Майлз У. Джексон (2000). «Глава 1: Введение» . Спектр веры: Йозеф фон Фраунгофер и искусство точной оптики . MIT Press. С. 1–16. ISBN 978-0-262-10084-7.
  5. ^ a b c d Даниэль Клеппнер (2005). «Мастер рассеивания». Физика сегодня . 58 (11): 10. Bibcode : 2005PhT .... 58k..10K . DOI : 10.1063 / 1.2155731 .
  6. ^ Ральф Керн: Wissenschaftliche Instrumente в ihrer Zeit. Группа 4: Perfektion von Optik und Mechanik. Кельн, 2010. 355–356.
  7. ^ a b c Фраунгофер, Йозеф фон (1787–1826) . plicht.de. 2000. Bibcode : 2000eaa..bookE3630. Проверено 26 марта 2011 года . (по-английски)
  8. ^ a b c d e Эта статья включает текст из публикации, которая сейчас находится в общественном достоянии :  Rines, George Edwin, ed. (1920). «Фраунгофер, Йозеф фон»  . Энциклопедия Американа .
  9. ^ Бренд, Джон CD (1995). Линии света: источники дисперсионной спектроскопии, 1800–1930 гг . Издательство Gordon and Breach. С. 37–42. ISBN 978-2884491624.
  10. ^ См .:
    • Йозеф Фраунгофер (1814–1815) «Bestimmung des Brechungs- und des Farben-Zerstreuungs - Vermögens verschiedener Glasarten, in Bezug auf die Vervollkommnung achromatischer Fernröhre» (Определение преломляющей и рассеивающей способности стекла различных типов улучшение ахроматических телескопов), Denkschriften der Königlichen Akademie der Wissenschaften zu München (Мемуары Королевской академии наук в Мюнхене), 5 : 193–226; особенно см. страницы 202–205 и табличку после страницы 226.
    • Перепечатано с дополнительными выводами и примечаниями в: Joseph Fraunhofer (1817) "Bestimmung des Brechungs- und des Farben-Zerstreuungs - Vermögens verschiedener Glasarten, в Bezug auf die Vervollkommnung achromatischer Fernröhre" (Определение рассеивающей способности цвета и разной цветовой дисперсии типы стекла в связи с усовершенствованием ахроматических телескопов), Annalen der Physik , 56 : 264–313; особенно см. стр. 278–286.
  11. ↑ Fraunhofer (1814–1815), страницы 220–221 : Оригинал : Ich habe auch mit derselben Vorrichtung Versuche mit dem Lichte einiger Fixsterne erster Grösse gemachte. Da aber das Licht dieser Sterne noch vielmal schwächer ist, als das der Venus, so ist natürlich auch die Helligkeit des Farbenbildes vielmal geringer. Demohngeachtet habe ich, ohne Täuschung, im Farbenbilde vom Lichte des Sirius drey breite Streifen gesehen, die mit jenen vom Sonnenlichte keine Aehnlichkeit zu haben scheinen; einer dieser Streifen ist im Grünen, und zwey im Blauen. Auch im Farbenbilde vom Lichte anderer Fixsterne erster Grösse erkennt man Streifen; doch scheinen diese Sterne, in Beziehung auf die Streifen, unter sich verschieden zu seyn.Перевод : С тем же устройством [например, спектроскопом] я также провел несколько экспериментов со светом некоторых звезд первой величины. Поскольку свет этих звезд во много раз слабее, чем у Венеры, естественно, яркость спектра также во много раз меньше. Тем не менее, я видел - безо всякой иллюзии - три широкие полосы в спектре Сириуса, которые, кажется, не имеют ничего общего с полосками солнечного света; одна из этих полосок зеленого цвета, а две - синего. Также в спектре света других неподвижных звезд первой величины обнаруживаются полосы; тем не менее, эти звезды в отношении полос, кажется, различаются между собой.
  12. ^ См .:
    • Густав Кирхгоф (1859) «Ueber die Fraunhofer'schen Linien» (По линиям фраунгофера), Monatsbericht der Königlichen Preussische Akademie der Wissenschaften zu Berlin (Ежемесячный отчет Королевской прусской академии наук в Берлине), 662–665.
    • Густав Кирхгоф (1859) «Ueber das Sonnenspektrum» (В солнечном спектре), Verhandlungen des naturhistorisch-medizinischen Vereins zu Heidelberg (Труды естественной истории / Медицинской ассоциации в Гейдельберге), 1 (7): 251–255.
  13. ↑ Уильям Хайд Волластон (1802) «Метод исследования преломляющих и рассеивающих сил с помощью призматического отражения», « Философские труды Королевского общества» , 92 : 365–380; см. особенно стр. 378.
  14. ^ См .:
    • Фраухофер. Jos. (1821) "Neue Modifikation des Lichtes durch gegenseitige Einwirkung und Beugung der Strahlen, und Gesetze derselben" (Новая модификация света за счет взаимного влияния и дифракции [световых] лучей и их законов), Denkschriften der Königlichen Akademie der Wissenschaften zu München (Воспоминания Королевской академии наук в Мюнхене), 8 : 3–76.
    • Fraunhofer, Jos. (1823) «Kurzer Bericht von den Resultaten neuerer Versuche über die Gesetze des Lichtes, und die Theorie derselben» (Краткое изложение результатов новых экспериментов по законам света и их теории) Annalen der Physik , 74 (8): 337–378.
  15. ↑ Parker AR (март 2005 г.). «Геологическая история отражающей оптики» . Журнал Королевского общества, Интерфейс . 2 (2): 1–17. DOI : 10,1098 / rsif.2004.0026 . PMC 1578258 . PMID 16849159 .  
  16. ^ Призматические и дифракционные спектры: мемуары (1899) Тр. И Эд. Дж. С. Эймс стр. 10
  17. ^ Путеводитель по популярной обсерватории Эдинбурга , Астрономическое общество Эдинбурга
  18. ^ Тр. Краткая история жизни доктора Йозефа фон Фраунгофера

Ссылки [ править ]

  • И. Бернард Коэн; Генри Крю; Йозеф фон Фраунгофер; Де Витт Бристоль Брейс (1981). Теория волн, свет и спектры . Айер Паблишинг. ISBN 978-0-405-13867-6.
  • Аллер, Лоуренс Х. (1991). Атомы, звезды и туманности, 3-е изд . Издательство Кембриджского университета . ISBN 978-0-521-32512-7.
  • Клаус Хентшель : Отображение спектра. Приемы визуального изображения в исследованиях и обучении . Oxford Univ. Press, Oxford 2002.
  • Джексон, Майлз В. (2000). Спектр веры: Йозеф фон Фраунгофер и искусство точной оптики . MIT Press .(Немецкий перевод: Fraunhofers Spektren: Die Präzisionsoptik als Handwerkskunst , Wallstein Verlag, 2009.)
  • Ральф Керн: Wissenschaftliche Instrumente in ihrer Zeit. Группа 4: Perfektion von Optik und Mechanik. Кельн, 2010.

Внешние ссылки [ править ]

  • Чисхолм, Хью, изд. (1911). «Фраунгофер, Йозеф фон»  . Британская энциклопедия . 11 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. п. 43.
  • «Йозеф фон Фраунгофер (1787–1826)» . Национальный центр атмосферных исследований и высокогорная обсерватория.
  • "Католическая энциклопедическая статья о Йозефе фон Фраунгофера" . newadvent.org.
  • «Йозеф фон Фраунгофер» . Fraunhofer-Gesellschaft .
  • «Микроскоп фон Утцшнайдер и Фраунгофер в Мюнхене» (на немецком языке). Музей Optischer Intrumente.
  • "Рефракционный телескоп Утцшнайдера и Фраунгофера, Мерца и Малера (искатель кометы)" . Национальный музей американской истории .
  • «Йозеф фон Фраунгофер» . Британская энциклопедия .