Joseph Ritter von Fraunhofer ( 6 de marzo de 1787 - 7 de junio de 1826 ) fue un físico y fabricante de lentes ópticos alemán . Fabricó vidrio óptico , un telescopio acromático y lentes objetivos . Desarrolló la rejilla de difracción y también inventó el espectroscopio . En 1814 , descubrió y estudió las líneas de absorción oscuras en el espectro del sol, ahora conocidas como líneas de Fraunhofer .
La organización de investigación alemana Fraunhofer Society , la sociedad más grande de Europa para el avance de la investigación aplicada , lleva su nombre.
Joseph Fraunhofer fue el undécimo hijo de Franz Xaver Fraunhofer y Maria Anna Fröhlich , nacido en una familia católica romana [3] en Straubing , en el Electorado de Baviera . [4] Su padre y abuelo paterno, Johann Michael, habían sido maestros vidrieros en Straubing. La familia de Fröhlich también provenía de un linaje de vidrieros que se remonta al siglo XVI. Quedó huérfano a la edad de 11 años y comenzó a trabajar como aprendiz de un duro vidriero llamado Philipp Anton Weichelsberger. [5] [6] En 1801, el taller en el que trabajaba se derrumbó y quedó enterrado entre los escombros. La operación de rescate estuvo dirigida por el príncipe elector Maximilian Joseph . El príncipe entró en la vida de Fraunhofer, proporcionándole libros y obligando a su empleador a permitirle al joven Fraunhofer tiempo para estudiar. [5] [6]
Joseph Utzschneider, consejero privado , también se encontraba en el lugar del desastre y se convertiría en 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. [7] 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 . [6]
Fue en el Instituto donde Fraunhofer conoció a Pierre-Louis Guinand (de), un técnico en vidrio suizo, quien instruyó a Fraunhofer en la fabricación de vidrio a instancias de Utzschneider. [8] 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 firma ese mismo año. [9] En 1814, Guinand dejó la firma, al igual que Reichenbach. Guinand más tarde se convertiría en socio de Fraunhofer en la firma, [8] y el nombre se cambió a Utzschneider-und-Fraunhofer. Durante 1818, Fraunhofer se convirtió en el director del Instituto Óptico. Debido a los excelentes instrumentos ópticos desarrollados por Fraunhofer, Baviera 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. [5] [6]
Su ilustre carrera le valió finalmente 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 , por lo que fue elevado a la nobleza personal (con el título de "Ritter von", es decir, caballero). El mismo año, también fue nombrado ciudadano honorario de Múnich . [ cita requerida ]
Como muchos fabricantes de vidrio de su época, se envenenó con vapores de metales pesados , lo que le provocó una muerte prematura. Fraunhofer murió en 1826 a la edad de 39 años. Se cree que sus recetas más valiosas para la fabricación de vidrio se fueron a la tumba con él. [5]
Una de las operaciones más difíciles de la óptica práctica durante el período de la vida de Fraunhofer fue pulir con precisión las superficies esféricas de los grandes objetos de vidrio . Fraunhofer inventó la máquina que reproducía la superficie con mayor precisión que el pulido convencional . También inventó otras máquinas de pulido y pulido e introdujo muchas mejoras en la fabricación de los diferentes tipos de vidrio utilizados para instrumentos ópticos, que siempre encontraba con defectos e irregularidades de diversos tipos. [9]
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 sílex , que, cuando se extraía del fondo de un recipiente que contenía aproximadamente 224 libras de vidrio, tenía el mismo poder refractivo que el vidrio extraído de la superficie. Descubrió que tanto el vidrio crown inglés como el vidrio de mesa alemán contenían defectos que tendían a causar una refracción irregular. En los vidrios más gruesos y grandes, habría incluso más defectos de este tipo, de modo que en los telescopios más grandes este tipo de vidrio no sería adecuado para lentes objetivos. En consecuencia, Fraunhofer fabricó su propio vidrio crown. [9]
Se pensaba 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 veía impedida por la ausencia de límites precisos entre los colores del espectro , lo que dificultaba la medición precisa del ángulo de refracción. Para subsanar esta limitación, Fraunhofer realizó una serie de experimentos con el fin de producir luz homogénea de forma artificial, y al no poder lograr su objetivo de forma directa, lo hizo por medio de lámparas y prismas . [9]
En 1814, Fraunhofer había inventado el espectroscopio moderno . [10] 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 posteriormente 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 tales líneas fijas de absorción. [9] [11]
Continuando con la investigación, Fraunhofer detectó líneas oscuras que también aparecían en los espectros de varias estrellas brillantes , pero en disposiciones ligeramente diferentes. Descartó la posibilidad de que las líneas se produjeran a medida que la luz pasa a través de la atmósfera terrestre . Si ese fuera el caso, no aparecerían en diferentes disposiciones. Concluyó que las líneas se originan en la naturaleza de las estrellas y el sol y llevan información sobre la fuente de luz, independientemente de lo lejos que 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 . [12]
Más tarde se demostró que estas líneas fijas oscuras eran en su mayoría líneas de absorción atómica, como explicaron Kirchhoff y Bunsen en 1859, [13] y el resto se identificaron como líneas telúricas originadas por la absorción por las moléculas de oxígeno en la atmósfera terrestre . 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 había notado previamente Wollaston en 1802. [14]
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 hecha por el hombre en 1785. [15] [16] Fraunhofer fue el primero que utilizó una rejilla de difracción para obtener espectros de líneas 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: "En todos mis experimentos pude, debido a la falta de tiempo, prestar atención sólo a aquellos asuntos que parecían tener relación con la óptica práctica". [17]
Fraunhofer produjo varios instrumentos ópticos para su firma. [8] Esto incluía 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 firma, Merz und Mahler, fabricó un telescopio para el Nuevo Observatorio de Berlín, que confirmó la existencia del planeta mayor Neptuno . Posiblemente el último objetivo de telescopio fabricado por Fraunhofer fue suministrado para un telescopio de tránsito en el Observatorio de la Ciudad de Edimburgo , [18] el telescopio en sí fue completado por Repsold de Hamburgo después de la muerte de Fraunhofer.
vol.97, no.6, p.339-347