Jonas Ferdinand Gabriel Lippmann (16 de agosto de 1845 - 13 de julio de 1921) fue un físico e inventor franco - luxemburgués , y premio Nobel de física por su método de reproducción fotográfica de colores basado en el fenómeno de la interferencia . [2] Sus padres eran judíos franceses .
Gabriel Lippmann nació en Bonnevoie , Luxemburgo (luxemburgués: Bouneweg), el 16 de agosto de 1845. [3] En ese momento, Bonnevoie formaba parte de la comuna de Hollerich (luxemburgués: Hollerech), que a menudo se indica como su lugar de nacimiento. (Ambos lugares, Bonnevoie y Hollerich, son ahora distritos de la ciudad de Luxemburgo). Su padre, Isaïe, un judío francés nacido en Ennery , cerca de Metz , gestionaba el negocio familiar de fabricación de guantes en el antiguo convento de Bonnevoie. En 1848, la familia se mudó a París , donde Lippmann inicialmente fue instruido por su madre, Miriam Rose (Lévy), antes de asistir al Lycée Napoléon (ahora Lycée Henri-IV ). [4] Se decía que era un alumno bastante distraído pero reflexivo con un interés especial en las matemáticas. En 1868, fue admitido en la École normale supérieure de París, donde no aprobó el examen de agregación que le habría permitido ingresar a la profesión docente, prefiriendo estudiar física. En 1872, el gobierno francés lo envió en misión a la Universidad de Heidelberg , donde pudo especializarse en electricidad con el apoyo de Gustav Kirchhoff, recibiendo un doctorado con distinción "summa cum laude" en 1874. [5] Lippmann luego regresó a París en 1875, donde continuó estudiando hasta 1878, cuando se convirtió en profesor de física en la Sorbona . [6] [7] [8] En la Sorbona enseñaba acústica y óptica. [9]
Lippmann hizo varias contribuciones importantes a diversas ramas de la física a lo largo de los años.
Uno de los primeros descubrimientos de Lippmann fue la relación entre los fenómenos eléctricos y capilares, lo que le permitió desarrollar un electrómetro capilar sensible, posteriormente conocido como electrómetro de Lippmann , que se utilizó en la primera máquina de ECG . En un artículo entregado a la Sociedad Filosófica de Glasgow el 17 de enero de 1883, John G. M'Kendrick describió el aparato de la siguiente manera:
La tesis doctoral de Lippmann, presentada en la Sorbona el 24 de julio de 1875, trataba sobre la electrocapilaridad . [12]
En 1881, Lippmann predijo el efecto piezoeléctrico inverso . [13]
Sobre todo, Lippmann es recordado como el inventor de un método de reproducción de colores mediante fotografía, basado en el fenómeno de interferencia , que le valió el Premio Nobel de Física de 1908. [7]
En 1886, el interés de Lippmann se centró en un método para fijar los colores del espectro solar en una placa fotográfica . El 2 de febrero de 1891 anunció a la Academia de Ciencias: "He logrado obtener la imagen del espectro con sus colores en una placa fotográfica, de modo que la imagen permanece fija y puede permanecer a la luz del día sin deteriorarse". [3] En abril de 1892, pudo informar que había logrado producir imágenes en color de una vidriera, un grupo de banderas, un cuenco de naranjas coronado por una amapola roja y un loro multicolor. Presentó su teoría de la fotografía en color utilizando el método de interferencia en dos artículos a la Academia, uno en 1894 y el otro en 1906. [5]
El fenómeno de interferencia en óptica se produce como resultado de la propagación de ondas de la luz . Cuando la luz de una longitud de onda determinada se refleja sobre sí misma en un espejo, se generan ondas estacionarias , de la misma manera que las ondas resultantes de una piedra que se deja caer en agua tranquila crean ondas estacionarias cuando se reflejan en una superficie como la pared de una piscina. En el caso de la luz incoherente ordinaria , las ondas estacionarias se distinguen sólo dentro de un volumen de espacio microscópicamente delgado junto a la superficie reflectante.
Lippmann aprovechó este fenómeno proyectando una imagen en una placa fotográfica especial capaz de registrar detalles más pequeños que las longitudes de onda de la luz visible. La luz pasó a través de la lámina de vidrio de soporte hacia una emulsión fotográfica muy delgada y casi transparente que contenía granos de haluro de plata submicroscópicamente pequeños . Un espejo temporal de mercurio líquido en íntimo contacto con la emulsión reflejaba la luz a través de él, creando ondas estacionarias cuyos nodos tenían poco efecto mientras que sus antinodos creaban una imagen latente . Después del desarrollo , el resultado fue una estructura de laminillas , un patrón de franjas muy finas en distintas capas paralelas compuestas de granos de plata metálicos submicroscópicos, que era un registro permanente de las ondas estacionarias. A lo largo de la emulsión, la separación de las laminillas correspondía a las medias longitudes de onda de la luz fotografiada; λ/(2n), siendo λ la longitud de onda de la luz en el aire y n es el índice de refracción de la emulsión. De este modo, la información del color se almacenó localmente. Cuanto mayor era la separación entre las franjas, más larga era la longitud de onda registrada del color de la imagen, siendo el rojo el más largo. [9]
La placa terminada se iluminó desde el frente en un ángulo casi perpendicular , utilizando luz natural u otra fuente de luz blanca que contenga toda la gama de longitudes de onda del espectro visible . En cada punto de la placa, una luz de aproximadamente la misma longitud de onda que la luz que había generado las laminillas se reflejaba fuertemente hacia el espectador. La luz de otras longitudes de onda que no era absorbida ni dispersada por los granos de plata simplemente pasaba a través de la emulsión, generalmente para ser absorbida por una capa antirreflectante negra aplicada en la parte posterior de la placa después de haber sido revelada. De este modo se reconstituyeron las longitudes de onda, y por tanto los colores, de la luz que había formado la imagen original y se vio una imagen a todo color. [14] [15] [16]
En la práctica, el proceso de Lippmann no fue fácil de utilizar. Las emulsiones fotográficas de alta resolución de grano extremadamente fino son inherentemente mucho menos sensibles a la luz que las emulsiones ordinarias, por lo que se requirieron tiempos de exposición prolongados. Con una lente de gran apertura y un sujeto muy iluminado por el sol, a veces era posible una exposición de la cámara de menos de un minuto, pero las exposiciones medidas en minutos eran típicas. Los colores espectrales puros se reproducían brillantemente, pero las amplias bandas mal definidas de longitudes de onda reflejadas por los objetos del mundo real podrían ser problemáticas. El proceso no produjo impresiones en color sobre papel y resultó imposible hacer un buen duplicado de una fotografía en color de Lippmann refotografiandola, por lo que cada imagen era única. Por lo general, se cementaba un prisma de ángulo muy poco profundo en la parte frontal de la placa terminada para desviar los reflejos superficiales no deseados, y esto hacía que las placas de cualquier tamaño sustancial no fueran prácticas. El tamaño de sus primeras fotografías era de 4 cm por 4 cm, aumentado posteriormente a 6,5 cm por 9 cm. [9] La iluminación y la disposición de visualización necesarias para ver los colores con el mejor efecto impidieron el uso ocasional. Aunque las placas especiales y un soporte para placas con un depósito de mercurio incorporado estuvieron disponibles comercialmente durante algunos años c. 1900 , incluso los usuarios expertos encontraron difíciles de alcanzar buenos resultados consistentes y el proceso nunca dejó de ser una curiosidad de laboratorio científicamente elegante. Sin embargo, estimuló el interés por un mayor desarrollo de la fotografía en color . [dieciséis]
El proceso de Lippmann presagió la holografía láser , que también se basa en el registro de ondas estacionarias en un medio fotográfico. Los hologramas de reflexión de Denisyuk , a menudo denominados hologramas de Lippmann-Bragg, tienen estructuras laminares similares que reflejan preferentemente ciertas longitudes de onda. En el caso de hologramas de color reales de múltiples longitudes de onda de este tipo, la información de color se registra y reproduce igual que en el proceso de Lippmann, excepto que la luz láser altamente coherente que pasa a través del medio de grabación y se refleja desde el sujeto genera la luz distintiva requerida. ondas estacionarias en un volumen de espacio relativamente grande, eliminando la necesidad de que se produzca reflexión inmediatamente adyacente al medio de grabación. Sin embargo, a diferencia de la fotografía en color de Lippmann, los láseres, el sujeto y el medio de grabación deben mantenerse estables dentro de un cuarto de longitud de onda durante la exposición para que las ondas estacionarias se registren adecuadamente o no se registren en absoluto.
En 1908, Lippmann introdujo lo que llamó "fotografía integral", en la que se utiliza una serie plana de lentes esféricos, pequeños y muy próximos entre sí para fotografiar una escena, registrando imágenes de la escena tal como aparece desde muchas ubicaciones horizontales y verticales ligeramente diferentes. Cuando las imágenes resultantes se rectifican y se ven a través de un conjunto similar de lentes, cada ojo ve una única imagen integrada, compuesta por pequeñas porciones de todas las imágenes. La posición del ojo determina qué partes de las imágenes pequeñas ve. El efecto es que se reconstruye la geometría visual de la escena original, de modo que los límites del conjunto parecen ser los bordes de una ventana a través de la cual la escena aparece en tamaño natural y en tres dimensiones, exhibiendo de manera realista paralaje y cambio de perspectiva con cualquier movimiento. cambio en la posición del observador. [17] Este principio de utilizar numerosas lentes o aperturas de imágenes para registrar lo que más tarde se denominó campo de luz es la base de la tecnología en evolución de las cámaras y microscopios de campo de luz .
Cuando Lippmann presentó los fundamentos teóricos de su "fotografía integral" en marzo de 1908, fue imposible acompañarlos con resultados concretos. En aquel momento faltaban los materiales necesarios para producir una pantalla lenticular con las cualidades ópticas adecuadas. En la década de 1920, Eugène Estanave realizó pruebas prometedoras utilizando lentes de vidrio Stanhope , y Louis Lumière , utilizando celuloide. [18] La fotografía integral de Lippmann fue la base de la investigación sobre imágenes lenticulares animadas y en 3D y también sobre procesos lenticulares de color.
En 1895, Lippmann desarrolló un método para eliminar la ecuación personal en las mediciones del tiempo, utilizando el registro fotográfico, y estudió la erradicación de las irregularidades de los relojes de péndulo , ideando un método para comparar los tiempos de oscilación de dos péndulos de período casi igual. [4]
Lippmann también inventó el celostato , una herramienta astronómica que compensaba la rotación de la Tierra y permitía fotografiar una región del cielo sin movimiento aparente. [4]
En 1900, propuso lo que más tarde se llamó el trinquete browniano , como una versión puramente mecánica del demonio de Maxwell , supuestamente mostrando que la teoría cinética de los gases es incompatible con la segunda ley de la termodinámica. [19] [20]
Lippmann fue miembro de la Academia de Ciencias desde el 8 de febrero de 1886 hasta su muerte, desempeñándose como su presidente en 1912. [21] Además, fue miembro extranjero de la Royal Society de Londres , miembro del Bureau des Longitudes , [4] y miembro del Instituto Gran Ducal de Luxemburgo. Se convirtió en miembro de la Société française de photographie en 1892 y en su presidente de 1896 a 1899. [22] Lippmann fue uno de los fundadores del Institut d'optique théorique et appliquée en Francia. Lippmann fue presidente de la Société Astronomique de France (SAF) , la sociedad astronómica francesa, de 1903 a 1904. [23]
Lippmann fue nombrado Caballero de la Legión de Honor el 29 de diciembre de 1881, ascendido a Oficial el 2 de abril de 1894, a Comandante el 14 de diciembre de 1900 y a la dignidad de Gran Oficial el 6 de diciembre de 1919. [24]
En la ciudad de Luxemburgo, un Instituto de investigación científica fundamental lleva el nombre de Lippmann ( Centre de Recherche Public Gabriel Lippmann ), que se fusionó el 1 de enero de 2015 con otro importante centro de investigación para formar el nuevo Instituto de Ciencia y Tecnología de Luxemburgo (LIST). [25]
Lippmann se casó con la hija del novelista Victor Cherbuliez en 1888. [4] Murió el 13 de julio de 1921 a bordo del vapor Francia mientras se dirigía desde Canadá. [26]
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