جوزيف فون فراونهوفر

📅 آخر تحديث: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة

كان جوزيف ريتر فون فراونهوفر ( بالألمانية : ˈfraʊnˌhoʊfər / ؛ 6 مارس 1787 - 7 يونيو 1826 [ 1 ] ) فيزيائيًا ألمانيًا وصانع عدسات بصرية . صنع الزجاج البصري، وتلسكوبًا لا لونيًا ، وعدسات موضوعية . طور محززات الحيود ، كما اخترع المطياف . في عام 1814، اكتشف ودرس خطوط الامتصاص المظلمة في طيف الشمس، والمعروفة الآن باسم خطوط فراونهوفر . [ 2 ]

سميت جمعية فراونهوفر الألمانية للأبحاث ، وهي أكبر جمعية في أوروبا للنهوض بالبحوث التطبيقية ، باسمه. تُستخدم خطوط فراونهوفر في علم الفلك لتحديد تركيب الأجرام السماوية. نُقش على شاهد قبره عبارة "Aproximavit sidera" ، وهي عبارة لاتينية تعني " لقد قرّب النجوم " . [ 3 ]

وقت مبكر من الحياة

كان جوزيف فراونهوفر الطفل الحادي عشر، وُلِد لعائلة كاثوليكية رومانية [ 4 ] في شتراوبينغ ، في إمارة بافاريا ، لفرانز زافير فراونهوفر وماريا آنا فروليش. [ 5 ] كان والده وجده لأبيه، يوهان مايكل، من كبار صانعي الزجاج في شتراوبينغ. كما تنحدر عائلة فروليش من سلالة صانعي زجاج تعود إلى القرن السادس عشر. تيتم في سن الحادية عشرة، وبدأ العمل كمتدرب لدى صانع زجاج قاسٍ يُدعى فيليب أنطون فايشلسبيرغر. [ 6 ] [ 7 ]

في عام ١٨٠١، انهار المصنع الذي كان يعمل فيه، ودُفن تحت الأنقاض. قاد عملية الإنقاذ الأمير الناخب ماكسيميليان جوزيف . دخل الأمير حياة فراونهوفر، فزوّده بالكتب وأجبر صاحب عمله على منح الشاب فراونهوفر وقتًا للدراسة. [ ٦ ] [ ٧ ]

تعليم

كان جوزيف أوتزشنايدر ، أحد أعضاء المجلس الخاص ، حاضرًا أيضًا في موقع الكارثة، وأصبح فيما بعد من المحسنين لفرونهوفر. وبفضل المال الذي منحه إياه الأمير بعد إنقاذه، والدعم الذي تلقاه من أوتزشنايدر، تمكن فراونهوفر من مواصلة تعليمه إلى جانب تدريبه العملي. [ 8 ] في عام 1806، ضمّ أوتزشنايدر وجورج فون رايشنباخ فراونهوفر إلى معهدهم في بينيديكتبويرن ، وهو دير بندكتي علماني مُكرّس لصناعة الزجاج. وهناك اكتشف كيفية صنع زجاج بصري عالي الجودة، وابتكر طرقًا دقيقة لقياس التشتت البصري . [ 7 ]

في المعهد، التقى فراونهوفر ببيير لويس غيناند ( من )، وهو فني زجاج سويسري، والذي درّب فراونهوفر على صناعة الزجاج بناءً على طلب أوتزشنايدر. [ 9 ] وبحلول عام 1809، كان الجزء الميكانيكي من معهد البصريات تحت إدارة فراونهوفر بشكل رئيسي، وأصبح فراونهوفر أحد أعضاء الشركة في العام نفسه. [ 10 ]

حياة مهنية

في عام ١٨١٤، غادر غيناند الشركة، وكذلك فعل رايشنباخ. أصبح غيناند لاحقًا شريكًا مع فراونهوفر في الشركة، [ ٩ ] وتغير اسمها إلى أوتزشنايدر أوند فراونهوفر. خلال عام ١٨١٨، أصبح فراونهوفر مديرًا للمعهد البصري. بفضل الأدوات البصرية الدقيقة التي طورها فراونهوفر، تفوقت بافاريا على إنجلترا لتصبح مركز صناعة البصريات. حتى أن أمثال مايكل فاراداي لم يتمكنوا من إنتاج زجاج ينافس زجاج فراونهوفر. [ ٦ ] [ ٧ ]

أهّلته مسيرته اللامعة في نهاية المطاف للحصول على دكتوراه فخرية من جامعة إرلانجن عام 1822. وفي عام 1824، عيّنه الملك ماكسيميليان الأول فارسًا من وسام الاستحقاق للتاج البافاري ، ما رفعه إلى مرتبة النبلاء (بلقب "ريتر فون" أي فارس). وفي العام نفسه، مُنح أيضًا الجنسية الفخرية لمدينة ميونيخ .

كحال العديد من صانعي الزجاج في عصره، تسمم بأبخرة المعادن الثقيلة ، مما أدى إلى وفاته المبكرة. توفي فراونهوفر عام 1826 عن عمر يناهز 39 عامًا. ويُعتقد أن أهم وصفاته في صناعة الزجاج قد دُفنت معه. [ 6 ]

الاختراع والبحث العلمي

فراونهوفر يشرح جهاز المطياف.

كانت عملية صقل الأسطح الكروية للعدسات الكبيرة بدقة من أصعب العمليات في مجال البصريات العملية خلال فترة حياة فراونهوفر . وقد اخترع فراونهوفر آلةً تُحسّن دقة السطح أكثر من الصقل التقليدي . كما اخترع آلات أخرى للصقل والتلميع، وأدخل تحسينات عديدة على صناعة أنواع الزجاج المختلفة المستخدمة في الأدوات البصرية، والتي كان يجدها دائمًا مليئة بالعيوب والتشوهات المتنوعة. [ 10 ]

في عام 1811، بنى فراونهوفر نوعًا جديدًا من الأفران ، وخلال جلسة الصهر الثانية التي قام بها، عندما صهر كمية كبيرة من الزجاج، اكتشف أنه يستطيع إنتاج زجاج الصوان ، الذي كان له، عند استخراجه من قاع وعاء يحتوي على ما يقارب 100 كيلوغرام (224 رطلًا) من الزجاج، نفس قوة انكسار الزجاج المأخوذ من السطح. ووجد أن زجاج التاج الإنجليزي وزجاج المائدة الألماني يحتويان على عيوب تُسبب انكسارًا غير منتظم. وفي الزجاج السميك والكبير، تزداد هذه العيوب، مما يجعل هذا النوع من الزجاج غير مناسب للعدسات الشيئية في التلسكوبات الكبيرة. وبناءً على ذلك، صنع فراونهوفر زجاج التاج الخاص به. [ 10 ] 

كان يُعتقد أن التحديد الدقيق لقدرة وسط معين على انكسار أشعة الضوء وفصل الألوان المختلفة التي تحتويها يعيقه غياب حدود دقيقة بين ألوان الطيف ، مما يجعل قياس زاوية الانكسار بدقة أمرًا صعبًا. ولمعالجة هذا القيد، أجرى فراونهوفر سلسلة من التجارب بهدف إنتاج ضوء متجانس اصطناعيًا، ولأنه لم يتمكن من تحقيق هدفه بطريقة مباشرة، فقد استخدم المصابيح والموشورات . [ 10 ]

اكتشاف خطوط الامتصاص الداكنة

بحلول عام 1814، كان فراونهوفر قد اخترع المطياف الحديث . [ 11 ] خلال تجاربه، اكتشف خطًا ثابتًا ساطعًا يظهر باللون البرتقالي للطيف عند تعرضه لضوء النار . مكّنه هذا الخط لاحقًا من تحديد القدرة المطلقة للانكسار في مواد مختلفة. قادته تجاربه للتأكد مما إذا كان الطيف الشمسي يحتوي على نفس الخط الساطع البرتقالي الناتج عن ضوء النار إلى اكتشاف 574 خطًا ثابتًا داكنًا في الطيف الشمسي. واليوم، تُعرف ملايين من خطوط الامتصاص الثابتة هذه. [ 10 ] [ 12 ]

واصل فراونهوفر أبحاثه، فرصد خطوطًا داكنة تظهر أيضًا في أطياف العديد من النجوم الساطعة ، ولكن بترتيبات مختلفة قليلاً. واستبعد احتمال أن تكون هذه الخطوط ناتجة عن مرور الضوء عبر الغلاف الجوي للأرض ، فلو كان الأمر كذلك لما ظهرت بترتيبات مختلفة. وخلص إلى أن هذه الخطوط تنبع من طبيعة النجوم والشمس ، وتحمل معلومات عن مصدر الضوء، بغض النظر عن بُعد هذا المصدر. [ 2 ] ووجد أن أطياف نجم الشعرى اليمانية (سيريوس) ونجوم أخرى من القدر الأول تختلف عن أطياف الشمس وعن بعضها البعض، مؤسسًا بذلك علم الأطياف النجمية . [ 13 ]

تبين لاحقًا أن هذه الخطوط الثابتة الداكنة هي في معظمها خطوط امتصاص ذرية، كما أوضح كيرشوف وبونسن عام 1859 ، [ 14 ] بينما تم تحديد الباقي على أنها خطوط أرضية ناتجة عن امتصاص جزيئات الأكسجين في الغلاف الجوي للأرض . ولا تزال هذه الخطوط تُسمى خطوط فراونهوفر تكريمًا له؛ فقد تجاوز اكتشافه بكثير التقسيمات الستة الظاهرة في الطيف الشمسي التي لاحظها وولاستون سابقًا عام 1802. [ 15 ]

اختراع الأدوات البصرية

قام فراونهوفر أيضًا بتطوير محزز حيود في عام 1821، بعد أن اكتشف جيمس جريجوري ظاهرة محزز الحيود وبعد أن اخترع عالم الفلك الأمريكي ديفيد ريتنهاوس أول محزز حيود من صنع الإنسان في عام 1785. [ 16 ] [ 17 ] كان فراونهوفر أول من استخدم محزز الحيود للحصول على أطياف خطية وأول من قاس أطوال موجات الخطوط الطيفية باستخدام محزز الحيود.

لكن في نهاية المطاف، ظل شغفه الأساسي هو علم البصريات التطبيقي؛ فقد كتب ذات مرة: "في جميع تجاربي، لم أتمكن، بسبب ضيق الوقت، من الاهتمام إلا بالأمور التي بدت ذات صلة بعلم البصريات التطبيقي". [ 18 ]

التلسكوبات والأجهزة البصرية

التلسكوب الانكساري ذو فتحة 9 بوصات الذي تم من خلاله اكتشاف نبتون.

أنتج فراونهوفر العديد من الأدوات البصرية لشركته. [ 9 ] شملت هذه الأدوات التلسكوب الاستوائي ذو السبع بوصات لمرصد نابولي ، والذي اكتمل بناؤه عام 1814؛ وتلسكوب فراونهوفر دوربات الانكساري الذي استخدمه ستروف (وتم تسليمه عام 1824 إلى مرصد دوربات )؛ ومقياس بيسل الشمسي (الذي تم تسليمه بعد وفاته)، وكلاهما استُخدم لجمع بيانات عن اختلاف المنظر النجمي . وصنعت شركة ميرز أوند مالر، التي خلفت فراونهوفر، تلسكوبًا لمرصد برلين الجديد، والذي أكد وجود كوكب نبتون . وربما كانت آخر عدسة تلسكوبية صنعها فراونهوفر هي تلك التي زُوِّد بها تلسكوب عبور في مرصد مدينة إدنبرة ، [ 19 ] وقد أكملت شركة ريبسولد من هامبورغ بناء التلسكوب نفسه بعد وفاة فراونهوفر.

أعمال

أوبرا، 1888.

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. ^ أدولف فيسنر (1961). "فرانهوفر، جوزيف فون (بايريشر بيرسونالديل 1824)" . نيو دويتشه السيرة الذاتية (في المانيا). المجلد. 5. برلين: دنكر وهمبلوت. ص 382 – 384  ( النص الكامل متاح عبر الإنترنت ) . 
  2. 1 2 كيتي فيرغسون وميكو ماسياسيك (20 مارس 2014). "صانع الزجاج الذي أشعل شرارة الفيزياء الفلكية" . نوتيلوس . مؤرشف من الأصل في 23 مارس 2014. تم الاطلاع عليه في 8 أبريل 2018 .
  3. ↑ ديفاين، بيتسي ؛ ويلكزك، فرانك (1987). الشوق إلى التناغمات: موضوعات وتنوعات من الفيزياء الحديثة . ص 5. 
  4. ↑ "جمعية العلماء الكاثوليك" . www.catholicscientists.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 يونيو 2022 .
  5. ↑ هوكي، توماس (2009). الموسوعة البيوغرافية لعلماء الفلك . دار نشر سبرينغر . رقم ISBN 978-0-387-31022-0أُرشف من الأصل في 25 يوليو 2013. تم الاطلاع عليه في 22 أغسطس 2012 .
  6. 1 2 3 4 مايلز دبليو جاكسون (2000). "الفصل 1: مقدمة" . طيف المعتقد: جوزيف فون فراونهوفر وحرفة البصريات الدقيقة . مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. الصفحات 1-16 . ISBN  978-0-262-10084-7.
  7. 1 2 3 4 دانيال كليبنر (2005). "سيد التشتت". فيزياء اليوم . 58 (11): 10. Bibcode : 2005PhT....58k..10K . doi : 10.1063/1.2155731 .
  8. ^ رالف كيرن: Wissenschaftliche Instrumente في ihrer Zeit. الفرقة 4: الكمال في البصريات والميكانيكا. كولونيا، 2010. 355-356.
  9. 1 2 3 فراونهوفر، جوزيف فون (1787–1826) . plicht.de. 2000. Bibcode : 2000eaa..bookE3630. مؤرشف من الأصل في 16 مايو 2011. تم الاطلاع عليه في 26 مارس 2011 .(باللغة الإنجليزية)
  10. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ تتضمن هذه المقالة نصًا من منشور أصبح الآن ملكًا عامًا : راينز، جورج إدوين، محرر (١٩٢٠). "فراونهوفر، جوزيف فون" . موسوعة أمريكانا .  
  11. ↑ براند، جون سي دي (1995). خطوط الضوء: مصادر التحليل الطيفي التشتتي، 1800-1930 . دار نشر جوردون وبريتش. الصفحات 37-42 . ISBN  978-2884491624.
  12. ↑ انظر:
    • جوزيف فراونهوفر (1814–1815) "Bestimmung des Brechungs- und Farbenzerstreuungs–Vermögens verschiedener Glasarten, in Bezug auf die Vervollkommnung achromatischer Fernröhre" (تحديد قوة الانكسار وتشتت الألوان لأنواع مختلفة من الزجاج، فيما يتعلق بتحسين التلسكوبات اللونية)، Denkschriften der Königlichen Akademie der Wissenschaften zu München (مذكرات الأكاديمية الملكية للعلوم في ميونيخ)، 5 : 193–226؛ انظر بشكل خاص الصفحات 202-205 واللوحة المطوية II التالية للصفحة 226. ومع ذلك، في نسخة zobodat.at ، تم الكشف عن اللوحين الأول والثاني، وتظهر الأشكال من 1 إلى 6 بالكامل.
    • أعيد طبعه، مع نتائج وملاحظات إضافية، في: جوزيف فراونهوفر (1817) “Bestimmung des Brechungs- und des Farben-Zerstreuungs – Vermögens verschiedener Glasarten، in Bezug auf die Vervollkommnung achromatischer Fernröhre” أرشفة 10 أكتوبر 2016 في آلة Wayback. (تحديد الانكسار و قوة تشتيت الألوان لأنواع مختلفة من الزجاج، فيما يتعلق بتحسين التلسكوبات اللونية)، Annalen der Physik , 56 : 264–313؛ انظر بشكل خاص الصفحات 278-286.
  13. ^ فراونهوفر (1814–1815)، الصفحات 220–221 أرشفة 10 مارس 2024 في آلة Wayback .: الأصل : Ich habe auch mit derselben Vorrichtung Ver suche mit dem Lichte einiger Fixsterne erster Grösse Gemachte. بعد أن أصبح هذا الضوء شديد الحرارة، فإن كوكب الزهرة يكون كذلك بشكل طبيعي كما هو الحال مع زهر البرتقال اللامع. 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. الترجمة : بنفس الجهاز [أي المطياف]، قمت أيضًا بإجراء بعض التجارب على ضوء بعض النجوم من الدرجة الأولى. نظرًا لأن ضوء هذه النجوم أضعف بعدة مرات من ضوء كوكب الزهرة، فمن الطبيعي أن يكون سطوع الطيف أيضًا أقل بعدة مرات. ومع ذلك، فقد رأيت - دون أي وهم - ثلاثة خطوط عريضة في طيف الشعرى اليمانية، والتي يبدو أنها لا تشبه تلك الموجودة في ضوء الشمس؛ أحد هذه الخطوط باللون الأخضر واثنان باللون الأزرق. وأيضًا، في طيف ضوء النجوم الثابتة الأخرى ذات الحجم الأول، يمكن اكتشاف الخطوط؛ ومع ذلك، يبدو أن هذه النجوم، فيما يتعلق بالخطوط، تختلف فيما بينها.
  14. ↑ انظر:
    • غوستاف كيرشوف (1859) "Ueber die Fraunhofer'schen Linien" (على غرار فراونهوفر)، Monatsbericht der Königlichen Preussische Akademie der Wissenschaften zu Berlin (التقرير الشهري للأكاديمية الملكية البروسية للعلوم في برلين)، 662–665.
    • غوستاف كيرشوف (1859) "Ueber das Sonnenspektrum" (على طيف الشمس)، Verhandlungen des naturhistorisch-medizinischen Vereins zu Heidelberg (وقائع التاريخ الطبيعي / الجمعية الطبية في هايدلبرغ)، 1 (7): 251-255.
  15. ↑ ويليام هايد ولاستون (1802) "طريقة لفحص قوى الانكسار والتشتت، عن طريق الانعكاس المنشوري"، مؤرشف في 19 مارس 2016 في Wayback Machine المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية ، 92 : 365-380؛ انظر على وجه الخصوص الصفحة 378.
  16. ↑ انظر:
    • فراوهوفر. جوس. (1821) "Neue Modifikation des Lichtes durch gegenseitige Einwirkung und Beugung der Strahlen, und Gesetze derselben" (تعديل جديد للضوء عن طريق التأثير المتبادل وحيود الأشعة [الضوءية] وقوانينها)، Denkschriften der Königlichen Akademie der Wissenschaften zu München (مذكرات) من الأكاديمية الملكية للعلوم في ميونيخ)، 8 : 3-76.
    • Fraunhofer، Jos. (1823) “Kurzer Bericht von den Resultaten neuerer Ver suche über die Gesetze des Lichtes، und die Theorie derselben” أرشفة 16 فبراير 2016 في آلة Wayback. (سرد قصير لنتائج التجارب الجديدة حول قوانين الضوء ونظريتها) Annalen der Physik ، 74 (8): 337-378.
  17. ↑ باركر ، أ. ر. (مارس 2005). "تاريخ جيولوجي للبصريات العاكسة" . مجلة الجمعية الملكية، واجهة . 2 (2): 1-17 . doi : 10.1098/rsif.2004.0026 . PMC 1578258. PMID 16849159 .  
  18. ↑ أطياف المنشورات والحيود: مذكرات (1899) ترجمة وتحرير جيه إس أميس، صفحة 10
  19. ↑ دليل لمرصد إدنبرة الشهير، مؤرشف بتاريخ 15 مايو 2011 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine )، الجمعية الفلكية في إدنبرة
  20. ↑ ترجمة. نبذة مختصرة عن سيرة حياة الدكتور جوزيف فون فراونهوفر

مراجع

  • برنارد كوهين، هنري كرو، جوزيف فون فراونهوفر، دي ويت بريستول بريس (1981). نظرية الموجة، الضوء والأطياف . دار آير للنشر. ISBN 978-0-405-13867-6.
  • آلر، لورانس هـ. (1991). الذرات والنجوم والسدم، الطبعة الثالثة . مطبعة جامعة كامبريدج . ISBN 978-0-521-32512-7.
  • كلاوس هينتشل : رسم خريطة الطيف. تقنيات التمثيل البصري في البحث والتدريس . مطبعة جامعة أكسفورد، أكسفورد 2002.
  • جاكسون، مايلز دبليو. (2000). طيف المعتقد: جوزيف فون فراونهوفر وحرفة البصريات الدقيقة . مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا .(الترجمة الألمانية: Fraunhofers Spektren: Die Präzisionsoptik als Handwerkskunst ، Wallstein Verlag، 2009.)
  • رالف كيرن: Wissenschaftliche Instrumente in ihrer Zeit. الفرقة 4: الكمال في البصريات والميكانيكا. كولونيا، 2010.