Joseph Ritter von Fraunhofer ( / ˈ f r aʊ n ˌ h oʊ f ər / ; alemán: [ˈfraʊnˌhoːfɐ] ; 6 de marzo de 1787 - 7 de junio de 1826 [1] ) fue un físico y fabricante de lentes ópticos alemán . Hizo vidrio óptico, un telescopio acromático y lentes objetivas . Desarrolló la red de difracción y también inventó el espectroscopio . En 1814, descubrió y estudió las líneas oscuras de absorción en el espectro del sol, ahora conocidas como líneas de Fraunhofer . [2]
La organización de investigación alemana Fraunhofer Society , que es la sociedad más grande de Europa para el avance de la investigación aplicada , lleva su nombre.
Joseph Fraunhofer fue el undécimo hijo, nacido en una familia católica romana [3] en Straubing , en el electorado de Baviera , de Franz Xaver Fraunhofer y Maria Anna Fröhlich. [4] Su padre y su abuelo paterno, Johann Michael, habían sido maestros vidrieros en Straubing. La familia Fröhlich también provenía de una estirpe de vidrieros que se remontaba 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 fue enterrado entre los escombros. La operación de rescate estuvo dirigida por el príncipe elector Maximiliano José . El príncipe entró en la vida de Fraunhofer, proporcionándole libros y obligando a su empleador a darle tiempo al joven Fraunhofer para estudiar. [5] [6]
Joseph Utzschneider, un consejero privado , también estuvo en el lugar del desastre y también se convertiría en un benefactor de Fraunhofer. Con el dinero que le entregó 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 incorporaron 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 empresa ese mismo año. [9] En 1814, Guinand abandonó la empresa, al igual que Reichenbach. Guinand más tarde se convertiría en socio de Fraunhofer en la empresa, [8] y el nombre se cambió a Utzschneider-und-Fraunhofer. En 1818, Fraunhofer se convirtió en director del Instituto de Óptica. Gracias a los finos instrumentos ópticos desarrollados por Fraunhofer, Baviera superó a Inglaterra como 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 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 , gracias a lo 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 . [ cita necesaria ]
Como muchos vidrieros de su época, fue envenenado por 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 de vidriería más valiosas 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 el pulido preciso de las superficies esféricas de vasos de objetos grandes . Fraunhofer inventó la máquina que modelaba la superficie con mayor precisión que el rectificado convencional . Inventó también otras máquinas de esmerilar y pulir e introdujo muchas mejoras en la fabricación de los diferentes tipos de vidrio utilizados para los instrumentos ópticos, que siempre encontró con defectos e irregularidades de diversa índole. [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 de pedernal , que, cuando se toma del fondo de un recipiente que contiene aproximadamente 224 libras de El vidrio tenía el mismo poder refractivo que el vidrio extraído de la superficie. Descubrió que tanto el vidrio corona inglés como el vidrio de mesa alemán contenían defectos que tendían a causar una refracción irregular. En los cristales más gruesos y grandes habría aún más defectos de este tipo, de modo que en telescopios más grandes este tipo de cristal no sería adecuado para lentes objetivos. Fraunhofer fabricó así su propio vaso de corona. [9]
Se pensaba que la determinación precisa del poder de un medio determinado 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 hacía difícil medir con precisión el ángulo de refracción. Para solucionar esta limitación, Fraunhofer realizó una serie de experimentos con el fin de producir luz homogénea de forma artificial y, al no poder lograr su objeto de forma directa, lo hizo mediante 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 de color naranja que la línea producida por el naranja de la luz del fuego lo llevaron al descubrimiento de 574 líneas oscuras fijas en el espectro solar. Hoy en día se conocen millones de líneas de absorción fijas de este tipo. [9] [11]
Al continuar investigando, Fraunhofer detectó que también aparecían líneas oscuras en el espectro de varias estrellas brillantes , pero en disposiciones ligeramente diferentes. Descartó la posibilidad de que las líneas se produjeran cuando la luz atraviesa la atmósfera terrestre . Si ese fuera el caso, no aparecerían en arreglos diferentes. 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 . [12]
Más tarde se demostró que estas líneas oscuras fijas eran en su mayoría líneas de absorción atómica, como explicaron Kirchhoff y Bunsen en 1859, [13] y el resto se identificó como líneas telúricas que se originan a partir de la absorción por moléculas de oxígeno en la atmósfera terrestre . Estas líneas todavía se llaman líneas 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. [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 en utilizar una rejilla de difracción para obtuvo espectros de líneas y fue el primero en medir las longitudes de onda de líneas espectrales con una rejilla de difracción.
Sin embargo, al final su principal pasión siguió siendo la óptica práctica; una vez escribió que "en todos mis experimentos, por falta de tiempo, pude prestar atención sólo a aquellas cuestiones que parecían tener relación con la óptica práctica". [17]
Fraunhofer fabricó varios instrumentos ópticos para su empresa. [8] Esto incluía el refractor Fraunhofer Dorpat utilizado por Struve (entregado en 1824 al Observatorio Dorpat ) y el heliómetro Bessel (entregado póstumamente), ambos utilizados para recopilar datos de paralaje estelar . El sucesor de la empresa, Merz und Mahler, construyó un telescopio para el Nuevo Observatorio de Berlín que confirmó la existencia del gran planeta Neptuno . Posiblemente el último objetivo telescópico fabricado por Fraunhofer fue suministrado para un telescopio de tránsito en el Observatorio de la ciudad de Edimburgo , [18] Repsold de Hamburgo completó el telescopio en sí después de la muerte de Fraunhofer.
vol.97, no.6, p.339-347