Joseph Ritter von Fraunhofer ( / f r aʊ n ˌ h oʊ f ər / ; alemán: [fraʊnˌhoːfɐ] ; 6 marzo 1787 hasta 7 junio 1826 [1] ) fue un bávaro físico y fabricante de la lente óptica . Hizo lentes de objetivo de telescopios acromáticos y de vidrio óptico , inventó el espectroscopio y desarrolló la rejilla de difracción . En 1814, descubrió y estudió las líneas de absorción oscuras en el espectro del sol ahora conocido como líneas de Fraunhofer.. [2]
Joseph von Fraunhofer | |
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Nació | |
Fallecido | 7 de junio de 1826 | (39 años)
Conocido por | Difracción de Fraunhofer , líneas de Fraunhofer , distancia de Fraunhofer |
La organización de investigación alemana Fraunhofer Society lleva su nombre y es la Sociedad para el Avance de la Investigación Aplicada más grande de Europa.
Biografía
Joseph Fraunhofer fue el undécimo hijo, nacido en Straubing , en el Electorado de Baviera , de Franz Xaver Fraunhofer y Maria Anna Frohlich. [3] Quedó huérfano a la edad de 11 años y comenzó a trabajar como aprendiz de un duro vidriero llamado Philipp Anton Weichelsberger. [4] [5] En 1801, el taller en el que trabajaba se derrumbó y fue enterrado entre los escombros. La operación de rescate fue dirigida por el príncipe elector Maximilian Joseph . El príncipe entró en la vida de Fraunhofer, le proporcionó libros y obligó a su empleador a permitir que el joven Fraunhofer tuviera tiempo para estudiar. [4] [5]
Joseph Utzschneider también estuvo en el lugar del desastre y también se convertiría en un benefactor de Fraunhofer. Con el dinero que le dio el príncipe tras su rescate y el apoyo que recibió de Utzschneider, Fraunhofer pudo continuar su educación junto con su formación práctica. [6] En 1806, Utzschneider y Georg von Reichenbach llevaron a Fraunhofer a su Instituto en Benediktbeuern , un monasterio benedictino secularizado dedicado a la fabricación de vidrio. Allí descubrió cómo fabricar vidrio óptico fino e inventó métodos precisos para medir la dispersión óptica . [5]
Fue en el Instituto donde Fraunhofer conoció a Pierre Louis Guinand , un técnico de vidrio suizo, que instruyó a Fraunhofer en la fabricación de vidrio a instancias de Utzschneider. [7] En 1809, la parte mecánica del Instituto Óptico estaba principalmente bajo la dirección de Fraunhofer, y Fraunhofer se convirtió en uno de los miembros de la empresa ese mismo año. [8] En 1814, Guinand dejó la empresa, al igual que Reichenbach. Guinand se convertiría más tarde en socio de Fraunhofer en la empresa, [7] y el nombre se cambió a Utzschneider-und-Fraunhofer. Durante 1818, Fraunhofer se convirtió en director del Instituto Óptico. Debido a los finos instrumentos ópticos desarrollados por Fraunhofer, Bavaria superó a Inglaterra como el centro de la industria óptica. Incluso personas como Michael Faraday fueron incapaces de producir vidrio que pudiera rivalizar con Fraunhofer. [4] [5]
Su ilustre carrera finalmente le valió un doctorado honorario de la Universidad de Erlangen en 1822. En 1824, Fraunhofer fue nombrado Caballero de la Orden del Mérito de la Corona de Baviera por el rey Maximiliano I , a través del cual fue elevado a la nobleza personal (con el título "Ritter von", es decir, caballero). El mismo año, también fue nombrado ciudadano honorario de Munich .
Como muchos vidrieros de su época, fue envenenado por vapores de metales pesados , lo que provocó su muerte prematura. Fraunhofer murió en 1826 a la edad de 39 años. Se cree que sus recetas de fabricación de vidrio más valiosas se fueron a la tumba con él. [4]
Invención e investigación científica
Una de las operaciones más difíciles de la óptica práctica durante el período de tiempo de la vida de Fraunhofer fue pulir con precisión las superficies esféricas de los vidrios de objetos grandes . Fraunhofer inventó la máquina [ ¿cuál? ] que hizo la superficie con más precisión que el pulido convencional . También inventó otras máquinas de pulir y pulir e introdujo muchas mejoras en la fabricación de los diferentes tipos de vidrio utilizados para los instrumentos ópticos, que siempre encontró que tenían defectos e irregularidades de varios tipos. [8]
En 1811, construyó un nuevo tipo de horno , y durante su segunda sesión de fusión, cuando fundió una gran cantidad de vidrio, descubrió que podía producir vidrio de sílex , que, cuando se extraía del fondo de un recipiente que contenía aproximadamente 224 libras de vidrio . vidrio, tenía el mismo poder refractivo que el vidrio tomado de la superficie. Encontró que el vidrio de la corona inglesa y el vidrio de mesa alemán tenían defectos que tendían a causar una refracción irregular. En los anteojos más gruesos y grandes, habría incluso más defectos de este tipo, de modo que en los telescopios más grandes este tipo de cristal no sería adecuado para lentes de objetivo. En consecuencia, Fraunhofer hizo su propia copa de corona. [8]
Se pensó que la determinación precisa de la potencia de un medio dado para refractar los rayos de luz y separar los diferentes colores que contienen se ve obstaculizada por la ausencia de límites precisos entre los colores del espectro , lo que dificulta la medición precisa del ángulo de luz. refracción. Para abordar esta limitación, Fraunhofer realizó una serie de experimentos con el fin de producir luz homogénea de forma artificial, y al no poder afectar su objeto de forma directa, lo hizo mediante lámparas y prismas . [8]
Descubrimiento de líneas de absorción oscuras
En 1814, Fraunhofer había inventado el espectroscopio moderno . [9] En el curso de sus experimentos, descubrió una línea fija brillante que aparece en el color naranja del espectro cuando es producida por la luz del fuego . Esta línea le permitió luego determinar el poder absoluto de refracción en diferentes sustancias. Los experimentos para determinar si el espectro solar contenía la misma línea brillante en naranja que la línea producida por el naranja de la luz del fuego lo llevaron al descubrimiento de 574 líneas fijas oscuras en el espectro solar. Hoy en día, se conocen millones de estas líneas de absorción fijas. [8] [10]
Continuando con la investigación, Fraunhofer detectó líneas oscuras que también aparecen en los espectros de varias estrellas brillantes , pero en arreglos ligeramente diferentes. Descartó la posibilidad de que las líneas se produjeran a medida que la luz atravesaba la atmósfera terrestre . Si ese fuera el caso, no aparecerían en diferentes arreglos. Concluyó que las líneas se originan en la naturaleza de las estrellas y el sol y transportan información sobre la fuente de luz, independientemente de qué tan lejos esté esa fuente. [2] Descubrió que los espectros de Sirio y otras estrellas de primera magnitud diferían del sol y entre sí, fundando así la espectroscopia estelar . [11]
Más tarde se demostró que estas líneas fijas oscuras eran líneas de absorción atómica, como explicaron Kirchhoff y Bunsen en 1859. [12] Estas líneas todavía se llaman líneas de Fraunhofer en su honor; su descubrimiento había ido mucho más allá de la media docena de divisiones aparentes en el espectro solar que Wollaston había observado previamente en 1802. [13]
Invención de instrumentos ópticos
Fraunhofer también desarrolló una rejilla de difracción en 1821, después de que James Gregory descubriera el fenómeno de la rejilla de difracción y después de que el astrónomo estadounidense David Rittenhouse inventara la primera rejilla de difracción artificial en 1785. [14] [15] Fraunhofer fue el primero en utilizar una rejilla de difracción para obtener espectros de línea y el primero que midió las longitudes de onda de las líneas espectrales con una rejilla de difracción.
Sin embargo, en última instancia, su principal pasión seguía siendo la óptica práctica; una vez escribió que "en todos mis experimentos, debido a la falta de tiempo, pude prestar atención sólo a aquellos asuntos que parecían tener relación con la óptica práctica". [dieciséis]
Telescopios e instrumentos ópticos
Fraunhofer produjo varios instrumentos ópticos para su empresa. [7] Esto incluyó el Refractor Fraunhofer Dorpat utilizado por Struve (entregado en 1824 al Observatorio Dorpat ), y el Heliómetro Bessel (entregado póstumamente), que se utilizaron para recopilar datos de paralaje estelar . El sucesor de la empresa, Merz und Mahler, fabricó un telescopio para el Observatorio Nuevo de Berlín, que confirmó la existencia del mayor planeta Neptuno . Posiblemente, el último objetivo del telescopio fabricado por Fraunhofer fue suministrado para un telescopio de tránsito en el Observatorio de la Ciudad de Edimburgo , [17] el telescopio en sí fue completado por Repsold de Hamburgo después de la muerte de Fraunhofer.
Obras
- Espectros prismáticos y de difracción : memorias. Por Joseph von Fraunhofer, William Hyde Wollaston . American Book Co., 1899.
- Kurzer Umriß der Lebens-Geschichte des Herrn Dr. Joseph von Fraunhofer . [18] Por Joseph von Utzschneider . Rösl, 1826.
Ver también
- Fraunhofer (cráter)
- Inventores y descubridores alemanes
Notas
- ^ Adolf Wißner (1961), "Fraunhofer, Joseph von (bayerischer Personaladel 1824)" , Neue Deutsche Biographie (en alemán), 5 , Berlín: Duncker & Humblot, págs. 382–384; ( texto completo en línea )
- ^ a b Kitty Ferguson y Miko Maciaszek (20 de marzo de 2014). "El vidriero que provocó la astrofísica" . Nautilus . Consultado el 8 de abril de 2018 .
- ^ Hockey, Thomas (2009). La enciclopedia biográfica de astrónomos . Springer Publishing . ISBN 978-0-387-31022-0. Consultado el 22 de agosto de 2012 .
- ^ a b c d Myles W. Jackson (2000). "Capítulo 1: Introducción" . Espectro de creencias: Joseph Von Fraunhofer y el oficio de la óptica de precisión . MIT Press. págs. 1-16. ISBN 978-0-262-10084-7.
- ^ a b c d Daniel Kleppner (2005). "El maestro de la dispersión". Física hoy . 58 (11): 10. Bibcode : 2005PhT .... 58k..10K . doi : 10.1063 / 1.2155731 .
- ↑ Ralf Kern: Wissenschaftliche Instrumente in ihrer Zeit. Banda 4: Perfektion von Optik und Mechanik. Colonia, 2010. 355–356.
- ^ a b c Fraunhofer, Joseph von (1787–1826) . plicht.de. 2000. Código bibliográfico : 2000eaa..bookE3630. Consultado el 26 de marzo de 2011 . (en Inglés)
- ^ a b c d e Este artículo incorpora texto de una publicación que ahora es de dominio público : Rines, George Edwin, ed. (1920). . Enciclopedia Americana .
- ^ Brand, John CD (1995). Líneas de luz: las fuentes de la espectroscopia dispersiva, 1800–1930 . Editores Gordon y Breach. págs. 37–42. ISBN 978-2884491624.
- ^ Ver:
- Joseph Fraunhofer (1814-1815) "Bestimmung des Brechungs- und des Farben-Zerstreuungs - Vermögens verschiedener Glasarten, en Bezug auf die Vervollkommnung achromatischer Fernröhre" (Determinación del poder de refracción y dispersión del color de diferentes tipos de vidrio, en relación con el mejora de los telescopios acromáticos), Denkschriften der Königlichen Akademie der Wissenschaften zu München (Memorias de la Real Academia de Ciencias de Munich), 5 : 193-226; véanse especialmente las páginas 202-205 y la placa que sigue a la página 226.
- Reimpreso, con hallazgos y notas adicionales, en: Joseph Fraunhofer (1817) "Bestimmung des Brechungs- und des Farben-Zerstreuungs - Vermögens verschiedener Glasarten, en Bezug auf die Vervollkommnung achromatischer Fernröhre" (Determinación del poder refractivo y de dispersión del color diferente tipos de vidrio, en relación con la mejora de los telescopios acromáticos), Annalen der Physik , 56 : 264–313; véanse especialmente las páginas 278–286.
- ↑ Fraunhofer (1814-1815), páginas 220-221 : Original : 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, en Beziehung auf die Streifen, unter sich verschieden zu seyn. Traducción : Con el mismo dispositivo [es decir, espectroscopio], también hice algunos experimentos con la luz de algunas estrellas de primera magnitud. Dado que la luz de estas estrellas es muchas veces más débil que la de Venus, naturalmente, el brillo del espectro también es muchas veces menor. No obstante, he visto - sin ninguna ilusión - tres franjas anchas en el espectro de Sirio, que parecen no tener similitud con las de la luz del sol; una de estas franjas está en verde y dos en azul. Además, en el espectro de luz de otras estrellas fijas de primera magnitud, se detectan rayas; sin embargo, estas estrellas, en lo que respecta a las franjas, parecen diferir entre sí.
- ^ Ver:
- Gustav Kirchhoff (1859) "Ueber die Fraunhofer'schen Linien" (Sobre las líneas de Fraunhofer), Monatsbericht der Königlichen Preussische Akademie der Wissenschaften zu Berlin (Informe mensual de la Real Academia de Ciencias de Prusia en Berlín), 662–665.
- Gustav Kirchhoff (1859) "Ueber das Sonnenspektrum" (Sobre el espectro del sol), Verhandlungen des naturhistorisch-medizinischen Vereins zu Heidelberg (Actas de la Asociación Médica de Historia Natural en Heidelberg), 1 (7): 251-255.
- ^ William Hyde Wollaston (1802) "Un método para examinar los poderes de refracción y dispersión, por reflexión prismática", Transacciones filosóficas de la Royal Society , 92 : 365–380; ver especialmente p. 378.
- ^ Ver:
- Frauhofer. Jos. (1821) "Neue Modifikation des Lichtes durch gegenseitige Einwirkung und Beugung der Strahlen, und Gesetze derselben" (Nueva modificación de la luz por la influencia mutua y la difracción de los rayos [de luz], y sus leyes), Denkschriften der Königlichen Akademie der Wissenschaften zu München (Memorias de la Real Academia de Ciencias de Munich), 8 : 3-76.
- Fraunhofer, Jos. (1823) "Kurzer Bericht von den Resultaten neuerer Versuche über die Gesetze des Lichtes, und die Theorie derselben" (Breve descripción de los resultados de nuevos experimentos sobre las leyes de la luz y su teoría) Annalen der Physik , 74 (8): 337–378.
- ^ Parker AR (marzo de 2005). "Una historia geológica de la óptica reflectante" . Revista de la Royal Society, Interface . 2 (2): 1–17. doi : 10.1098 / rsif.2004.0026 . PMC 1578258 . PMID 16849159 .
- ^ Espectros prismáticos y de difracción: Memorias (1899) Tr. & Ed. JS Ames pág. 10
- ^ Una guía para el Observatorio Popular de Edimburgo , Sociedad Astronómica de Edimburgo
- ^ Tr. Breve reseña de la historia de vida del Dr. Joseph von Fraunhofer
Referencias
- I. Bernard Cohen; Henry Crew; Joseph von Fraunhofer; De Witt Bristol Brace (1981). La teoría de las ondas, la luz y los espectros . Editorial Ayer. ISBN 978-0-405-13867-6.
- Aller, Lawrence H. (1991). Átomos, estrellas y nebulosas, 3ª ed . Prensa de la Universidad de Cambridge . ISBN 978-0-521-32512-7.
- Klaus Hentschel : Mapeando el espectro. Técnicas de representación visual en la investigación y la docencia . Universidad de Oxford. Prensa, Oxford 2002.
- Jackson, Myles W. (2000). Espectro de creencias: Joseph von Fraunhofer y el oficio de la óptica de precisión . MIT Press .(Traducción al alemán: Fraunhofers Spektren: Die Präzisionsoptik als Handwerkskunst , Wallstein Verlag, 2009.)
- Ralf Kern: Wissenschaftliche Instrumente in ihrer Zeit. Banda 4: Perfektion von Optik und Mechanik. Colonia, 2010.
enlaces externos
- Chisholm, Hugh, ed. (1911). . Encyclopædia Britannica . 11 (11ª ed.). Prensa de la Universidad de Cambridge. pag. 43.
- "Joseph von Fraunhofer (1787-1826)" . Centro Nacional de Investigación Atmosférica y Observatorio de Gran Altitud.
- "Artículo de la Enciclopedia católica sobre Joseph von Fraunhofer" . newadvent.org.
- "Joseph von Fraunhofer" . Fraunhofer-Gesellschaft .
- "Mikroskop von Utzschneider und Fraunhofer en Munich" (en alemán). Museo Optischer Intrumente.
- "Telescopio refractor Utzschneider & Fraunhofer, Merz & Mahler (buscador de cometas)" . Museo Nacional de Historia Americana .
- "Joseph von Fraunhofer" . Enciclopedia Británica .