Anders Jonas Ångström

{{Tudományos Infobox | név = Anders Jonas Ångström | kép = AÅngström.jpg | legenda = Anders Jonas Ångström. | születési dátum = 1814. augusztus 13 | születési hely = [[Törökország | születési ország = Svédország | a halál dátuma = 1874. június 21 | halál helye = Uppsala | a halál országa = Svédország | otthon = | nemzetiség = svéd | mezők = csillagász , fizikus | intézmények = Uppsala Observatory Svéd Királyi Tudományos Akadémia | oklevél = Uppsala Egyetem | dolgozatigazgató = | szakdolgozati hallgatók = | átnevezve = Spektroszkópia | díj = Rumford-érem 1872 | jegyzetek = | aláírás =}}

Anders Jonas Ångström (svéd kiejtés: [ â n ː d ɛ ʂ j u ː n a s ɔ ŋ ː s t r œ m ] ) (született 1814. augusztus 13 , Timrå- ban ( Västernorrland) és meghalt 1874. június 21 A Uppsala , Upplandban ) egy svéd csillagász és fizikus . A spektroszkópia egyik alapítója . Tartozik a híre, hogy miután létrehozta a katalógust a Sun Fraunhofer vonalakat , amelyben méri hullámhosszakon egy egységnyi hosszúságú egyenlő 10 -10 m, ami később az Ångström .

Életrajz

Anders Jonas Ångström Törökországban született Izmirben, a Lögdö acélmű birtokán, Hässjö plébánián, Timrå községben, Medelpad történelmi tartományában . Johann Ångström evangélikus lelkész és Anna Catharina Thunberg második fia volt. Amikor Anders csak néhány éves volt, apját Ullångerbe , majd néhány évvel később a Sundsval melletti Sättnába helyezték át . A lelkésznek nagyon alacsony volt a fizetése, és meg kellett művelnie kertjét, hogy táplálja családját. Mindazonáltal mindent megtett annak érdekében, hogy három fia továbbtanuljon. Anders középiskolába járt Härnösandban . Tanult matematikát és fizikát a University of Uppsala származó 1833-ben szerezte a címet privat docens a fizika 1839-ben, és rögtön egy tanár fizika a University of Uppsala. A szék a fizika volt betöltetlen. Idősebb testvére, Johan orvos és botanikus volt. Öccse, Carl Arendt bányamérnök volt.

Anders 1842-ben csatlakozott a stockholmi obszervatóriumhoz , hogy elsajátítsa a csillagászati megfigyelés gyakorlatát. A következő évben kinevezték az uppsalai obszervatórium élére, miközben folytatta a fizika és a csillagászat oktatását az uppsalai egyetemen. 1846-1847-ben a rendes professzor távollétében átvette a csillagászati tanfolyamok irányítását.

1856-ban Anders Ångström feleségül vette Augusta Carolina Bédoire-t, az importáló-exportáló kereskedők, bankárok és iparosok gazdag családjából, amelyet a 17. század második felében alapított Jean Bédoire dit l'Ancien, a Saintonge- ban született hugenotta, aki importőr. francia bor Stockholmban, ahol ő volt a Colbert által 1669-ben alapított Compagnie de Commerce du Nord képviselője . Anders és Augusta fia, Knut Johan született 1857. január 12 , aki fizika professzor és az Uppsala Egyetem kutatója lett 1891-ben.

1858-ban, miután két évig a fizika professzoraként dolgozott, Anders Ångström az Uppsala Egyetem fizikai tanszékének Adolph Ferdinand Svanberg helyére lépett. Így végül stabil állást kapott 44 évesen. A következő évben az uppsalai egyetem fizikusai új épületbe költöztek, amely lehetővé tette Ångström számára, hogy gyakorlati munkát vezessen be a fizika tantervének MA-jába. Ångström azonban inkább kutató volt, mint professzor. Elég visszafogott volt, sőt néhány hallgató számára elérhetetlennek tűnhet.

Hosszú évekig az uppsalai Tudományos Akadémia titkáraként szolgált, a svéd és a külföldi tagok megelégedésére.

Anders Jonas Ångström agyhártyagyulladásban halt meg Uppsalában 1874. június 21 , néhány héttel korábban a 60- edik születésnapját, és 6 hónapig, miután megválasztották 1873. december 22 , a Párizsi Tudományos Akadémia levelező tagja .

Tudományos munka

Föld mágnesség

A földi mágnesesség vizsgálata a csillagászok egyik képessége volt. Angstrôm oktató-kutatói pályafutása kezdetén érdeklődött iránta. Svédország különböző helyein leolvasta a mágneses térerősséget . 1843-ban és 1844-ben Franciaországba és Németországba ment, ahol megismerkedett Johann von Lamont földi mágneses szakemberrel . A Stockholmi Tudományos Akadémia arra is felkérte, hogy elemezze a Svéd Királyi Haditengerészet Eugenie fregattjának, az egész világon végzett 1851 és 1853 közötti expedíciójának mágneses mező értékeit . Ezt a munkát csak röviddel halála előtt fejezte be.

Spektroszkópia

AJ Ångström 1853-ban svédül publikált egy cikket Optiska Undersökningar ( Optikai kutatás ) címmel, amelyet két évvel később angol nyelven fordítottak le és tettek közzé. Megállapítja a spektrális elemzés alapelveit .

Ångström megkérdőjelezi a testek színének eredetét, és kijavítja Euler elméletét , amelyet Theoria Lucis és Caloris című könyvében tártak fel , miszerint a test színe a fényhullám és az anyagmolekulák közötti rezonanciának köszönhető. Azt állítja, hogy „Euler elve nem a test megnyilvánuló színét magyarázza, sokkal inkább azt, amellyel nem egyeztethető össze, mivel a test felszívódásából eredő belső rezgései nem hozzáférhetők a test számára. Látásunk. "
Megkülönbözteti a fény abszorpcióját és szóródását . Mindkét jelenség hatására a fény gyengül, de az első megváltoztatja a spektrumot, míg a második érintetlenül hagyja. Az elnyelt fény része hővé alakul, vagy kémiai reakciókat vált ki. A legjobb bizonyíték arra, hogy a szórt fény ugyanazokkal a tulajdonságokkal rendelkezik, mint a beeső fény, az, hogy ugyanazokat a Fraunhofer-vonalakat találjuk a bolygók spektrumában, mint a napon .
Ezekből a megfigyelésekből arra következtet, hogy „Euler alapelve szerint a test az oszcillációk teljes sorozatát elnyeli, amelyet maga képes előállítani. Ebből következik, hogy a fűtött test világítóvá válásához ugyanazokat a vonalakat kell kibocsátania, mint amelyeket normál hőmérsékleten elnyel. " Mivel ennek az állításnak bizonyos nehézségei vannak a kibocsátási követelmények teljesítéséhez szükséges hővel, úgy döntött, hogy felveszi az elektromos ív által előállított fény spektrumának tanulmányozását, amelyet Charles Wollaston, Joseph von Fraunhofer , Charles Wheatstone és Antoine kezdeményeztek. Masson . Elemezni a fény, akkor használja a prizma a kvarcüveg .
„Megállapítottam, hogy az elektromos ív spektrumát két különböző spektrumból állónak kell tekinteni; az egyik ahhoz a gázhoz tartozik, amelyen az ív átmegy, a másik pedig a vezetőket alkotó fémhez vagy testhez. " Elemzi egyrészt a különböző fémekből készült elektródákkal a levegőbe kerülő ívek spektrumát, másrészt a különböző tiszta gázok ugyanazon elektródpáron történő elektromos kisüléséből származó spektrumokat. Rögzíti a Pb, Sn, Zn, Cd, Cu, Bi, Fe, Hg, Au, Pt, Sb, Fe, PbS spektrumát. Megjegyzi, hogy ha egy elektróda ötvözetből , Sn / Pb vagy Sn / Zn, áll össze, akkor megtaláljuk az egyes elemek spektrumát. „Ez az eredmény érdekes az elmélet számára. Ez azt mutatja, hogy az egyes fémek részecskéi nem egyesülnek egyetlen csoportban, hanem mindegyik külön oszcillációs központot képez. "
Hasonlóképpen, amikor megfigyeli a szén-dioxid spektrumát , változatlanul megtalálja az oxigén vonalait , a szén nagyon kevés vonalat ad. Megvizsgálja a hidrogén spektrumát, és intenzív vörös vonalat és két másik fényes vonalat észlel, az egyik zöld és kék, a másik kék színű. Nem érzékeli az ibolya negyedik vonalát, valószínűleg a rövid hullámhosszak abszorpciós üveg általi abszorpciója miatt. Az oxigén legfényesebb vonalai kékben és lilában találhatók, a nitrogéné sárga és zöld színben.
Összehasonlítja a kapott spektrumokat, amelyeket "elektromos" -nek nevez, a napfény spektrumával. Tökéletes megfelelést talál a napspektrum emissziós vonalai (elektromos) és az abszorpciós vonalai (Fraunhofer) között. Ez megmutatja ugyanazon elem emissziós és abszorpciós hullámhosszainak azonosságát.
Végül feltesz egy alapvető kérdést: Miért van az, hogy az elektromos ív által előállított fémelektródák fényspektruma nem folytonos, míg a fűtött fémdarab által kibocsátott fény spektruma folyamatos spektrumot eredményez? "Miért ad egy fehérre hevített platinahuzal fényes vonalak nélküli spektrumot, míg a platinaelektródákkal ellátott ív nagyszámú vonalat biztosít?" " A választ erre a kérdésre később adjuk meg, először is Max Planck, hogy megoldja a fekete test folyamatos spektrumának problémáját, a másik pedig Niels Bohr és a kvantummechanika révén, hogy a spektrumvonalakat a gerjesztett atomok elektronjainak diszkrét energiáinak ugrásával valósítsuk meg. .

1859 és 1861 között Gustav Kirchhoff fizikus és Robert Bunsen vegyész szisztematikusan tanulmányozza mintegy harminc elem emissziós spektrumát. 1872-ben Ångström megkapta a Királyi Társaság Rumford-érmét ", mivel felfedezte, hogy egy izzólámpa ugyanolyan hullámhosszú fénysugarakat bocsát ki, mint hidegek esetén . " Sir Edward Sabine átadta neki az érmet, és elmondta, hogy ennek az alapelvnek a felfedezését szerző megérdemli, hogy a spektrális elemzés megalapítói között szerepeljen.

Napspektrum

1859-ben, Julius Plücker azonosította a Hα és Hβ vonalak a hidrogén- emisszió a C és F sorokat a Fraunhofer napfényben. 1862-ben, Ångström felfedezte, hogy Fraunhofer féle F és H vonalak a szoláris spektrum megfelelt a Hγ és Hδ vonalak a hidrogénatom . Arra a következtetésre jutott, hogy a hidrogén jelen van a nap atmoszférában, valamint egyéb elemei.

A négy hidrogénvonal bemutatása és a hullámhosszuk pontos mérése lehetővé tette Johann Jakob Balmer számára, hogy megállapítsa az őket összekötő kapcsolatot, Niels Bohr pedig javaslatot tegyen a hidrogénatom modelljére, amely megnyitotta a kvantummechanika terét .

A hidrogénvezeték hullámhosszait Angström határozta meg

Fraunhofer sztrájk	Hidrogénvezetékek	Hullámhosszak (Å)	Szín
VS	${\ displaystyle H \ alfa}$	6562.10	piros
F	${\ displaystyle H \ beta}$	4860.74	zöld
f	${\ displaystyle H \ gamma}$	4340.10	kék
h	${\ displaystyle H \ delta}$	4101.20	ibolya

1868-ban Angström ötéves kutatás eredményét publikálta francia nyelvű könyv formájában, a " Kutatások a napspektrumról, a nap normális spektrumáról" címmel, amelyben leírja mérőműszereit és a "hullám hosszának kiszámításának módszereit". A fény elemzéséhez volt spektrométere és három rácsa, milliméterenként 220, 132 és 88 vonallal. A 132 vonal / mm rács adta a legjobb eredményt. Nagy gondot fordított arra, hogy diffrakciós szögét hullámhosszra fordítsa. Gyanította azonban, hogy az általa referenciaként használt rézmérő nem biztos, hogy a megfelelő hosszúságú volt. Párizsba ment, hogy összehasonlítsa a császári Művészeti és Kézműves Konzervatóriumban elhelyezett referencia standard mérővel . Henri Tresca metrológus kiemelte, hogy a svéd mérő 1/6000 körül túl rövid volt. Angström ezért elvégezte a szükséges korrekciókat. De azután derült ki, hogy a hosszkülönbség sokkal kisebb volt, mint amit mértek. Ez a korrigált értékeket pontatlanabbá tette, mint az eredeti, korrigálatlan értékeket.

Angström könyvében felsorolta a több mint 1000 Fraunhofer-vonal hullámhosszát, és egyesek számára eredetüket. Hozzáadott egy atlaszt, amelyben a 4000–7000 Angström spektrumot (Robert Thalén rajzolta) grafikusan ábrázolták 12 szegmensben, 6 lemezre osztva. Ezt az atlaszt külön kiadták 1869-ben a Nap normális spektruma: Atlasz címmel , amely a Frauenhofer-vonalak 1/10 000 000 milliméterben megadott hullámhosszait tartalmazza . Angström küldött egy példányt a párizsi Tudományos Akadémiának, Hippolyte Fizeau pedig a következő véleményt adta:

„Ami különösen megkülönbözteti az új térképeket az őket megelőző térképektől, az egy új vetítési módszer használata, amelyet Angström úr dolgozott ki. Abban áll, hogy a különböző vonalakat nem a diszperzió által rájuk adott távolságok követésével követik nyomon (változó távolságok az egyik prizmától a másikig), hanem a sugarak valós hullámhosszával arányos távolságok szerint, meglehetősen rögzített és változatlan távolságok . Egy tetszőleges skála helyett, amelynek számozott osztásainak nem volt más jelentése, mint a szomszédos vonalak kijelölésére alkalmas jelölőké, az új térképeken olyan osztások skálája található, amelyek számai azonnal megadják tízmilliomod milliméterben a hullámhosszakat. a figyelembe vett vonalak. Könnyű előre látni, hogy a fizikusok M. Angström térképeinek új elrendezésében különleges előnyöket találnak, valamint új lehetőségeket kínálnak a spektrális elemzéssel kapcsolatos különféle kényes kutatásokhoz. "

Az Ångström és Thalén atlasz a század végéig valóban mérvadó lesz, és az általuk meghatározott mértékegységet egyetemesen elfogadják, először spektroszkópák, majd csillagászok , végül atomfizikusok.

Az aurora borealis spektruma

Ångström 1867- ben elsőként kapott aurora borealis spektrumot . A sárga-zöld régióban 557,7 nm-en észlelte a jellegzetes oxigénvonalat , amelyet néha Ångström vonalnak neveznek. De tévedett, amikor azt feltételezte, hogy ezt a vonalat állatöv fényében is meg kell figyelni .

Hőtanulmányok

Ångström kifejlesztett egy módszert az anyagok hővezető képességének mérésére . Ez abból állt, hogy hőimpulzust adtak a rúd végére, és megmérték a hőmérséklet-különbséget annak két végén az idő függvényében. Így fedezte fel, hogy a hővezető képesség arányos az elektromos vezetőképességgel .

Publikációk

(en) Anders Jonas Angström, „ Optikai kutatások ” , Filozófiai Magazin. 4. sorozat, 9. kötet ,1855, P. 327-342 ( online olvasás )
(en) Anders J. Angström, „ I. A napspektrumban látható Fraunhofer-vonalakról ” , Philosophical Magazine és Journal of Science. 24.158 ,1862, P. 1-11
Anders Jonas Angström, szoláris spektrumkutatás: normál napspektrum, 6 lemezes atlasz , Upsal, W. Schultz,1868, 42 + XV . (Online szöveg elérhető az IRIS-en )
Anders Jonas Angström, A nap normál spektruma: Atlas, amely tartalmazza a Frauenhofer vonalak 1/10000000 milliméteres hullámhosszait , Berlin, F. Dümmler,1869, 9 p. (Online szöveg elérhető az IRIS-en )

Díjak

Anders Jonas Angströmet számos akadémia tagjává választották, és számos díjat kapott:

Akadémiákhoz való tartozás

Svéd Királyi Tudományos Akadémia
Uppsalai Királyi Tudományos Akadémia
Lundi Királyi Élettani Társaság
Porosz Királyi Akadémia
Dán Királyi Tudományos Akadémia
Londoni királyi társaság
Francia Tudományos Akadémia , levelező tag

Díjak és érmek

A Svéd Királyi Tudományos Akadémia Wallmarsk-díja (Wallmarska priset)
- 1865-ben Robert Thalén és Holmgren kollégáival
- 1869-ben egyedül neki ítélt díjat.
Rumford-érem a Királyi Társaságtól 1872-ben
A Rúdcsillag Rend lovagja
A Vasa-rend 1. osztályának parancsnoka
Az Olasz Korona Rend parancsnoka .

Hírhedtség

Nevét kapták:

a hosszúság mértékegységére. Az 1868-as napelem spektrumának vizsgálata című könyvében Ångström bevezette a hullámhossz-mérési egységet, amely egyenlő egy tízmilliomod milliméterrel (10 −7 mm ). Ezt a hullámhosszak írására különösen kényelmes egységet a spektroszkópák, majd az atomisták közössége gyorsan átveszi. 1892-1895-ben Albert A. Michelson szerzője tiszteletére ångströmnek nevezte. Újradefiniálja a hosszát úgy, hogy a kadmium vörös vonalának hullámhossza megegyezzen 6438,47 ångströms értékkel. 1907-ben a Nemzetközi Napkutatási Együttműködés (amely Nemzetközi Csillagászati Egyesületté vált ) meghatározta a nemzetközi ångströmet úgy, hogy a hossza olyan legyen, hogy a kadmium vörös vonalának hullámhossza pontosan 6438,4696 ångström International. Ez a meghatározás fogja megerősíteni a Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Hivatal 1927-ben 1960-ban, Ångström van újra, hogy az egyenlő 0,1 nanométer (10 -10 m ). Ångström nem része a Nemzetközi Egységrendszernek (SI), és használatát mostanában bátorítják.

A a Ångström Hold kráter
az aszteroidához (42487) Ångström .

Megjegyzések és hivatkozások

(en) nekrológ, " Anders Jonas Angström " , Természet ,1874. szeptember 10, P. 376-377
(en) " Angström, Anders Jonas " , a wikisource.org webhelyen , az Encyclopaedia Britannica ,1911(megtekintve : 2019. július 24. )
Prosper Boissonnade és Pierre Jacques Charliat, Colbert és a Compagnie de Commerce du Nord , Párizs, M. Rivière (gazdaságtörténeti könyvtár),1930, 182 p. , P. 124
(in) " Anders Angstrom " az uppsalai egyetemen (hozzáférés: 2019. július 24. )
Állandó titkár, " Hirdetmény Angström úr haláláról ", CRAcad. Sci. Paris, Vol. 79 ,1874. július 13, P. 73 ( online olvasható )
(De) Anders J. Angström, " Magnetische Beobachtungen bei Gelegenheit einer Reise nach Deutschland und Frankreich (Mágneses megfigyelések egy németországi és franciaországi utazás során) " , Denkschriften der Münchener Academie ,1844
Svéd Királyi Tudományos Akadémia, Utazás a világ körül a svéd fregatt L'Eugénie. Tudományos megfigyelések III. Fizika ( online olvasás )
Optikai kutatás 1853 , p. 327-328.
Optikai kutatás 1853 , p. 329.
A. Masson, „ Az elektromos fotometria vizsgálata. Negyedik és ötödik emlékirat ”, Annals of Chemistry and Physics, 3. sorozat, 1. évf. 31 ,1851, P. 295-326 ( online olvasás )
Optikai kutatás 1853 , p. 333.
Optikai kutatás 1853 , p. 341.
(en) Anders Jonas Ångström életrajza a britannica.com oldalon.
Anders Jonas Angström, Szoláris spektrumkutatás: A Nap normális spektruma , Uppsala, Schultz,1868, 42 + XV táblázat táblázatok p. ( online olvasható ) , p. 31-32
Marguerite Roumens, " A napfény-spektrum kutatásának Fraunhofer-története ", L'Astronomie ,1932. május, P. 209-221 ( online olvasás )
John CD márka , Fényvonalak: A diszperzív spektroszkópia forrásai, 1800-1930 , CRC Press ,1995, 266 p. ( ISBN 978-2-88449-163-1 , online olvasás ) , p. 47
Hippolyte Fizeau, " A nap normál spektruma (Atlasz)" című munka, CRAcad.Sci. 67. évfolyam ,1868, P. 946-947 ( online olvasás )
(en) Anders J. Angstrom, " XVII. Egy új módszer a testek hővezethetőségének meghatározására ” , Philosophical Magazine és Journal of Science. 25,166 ,1863, P. 130-142
" Angström urat kinevezik a fizikai részleg tudósítójának Hansteen úr helyére ", CRAcad.Sci. Paris, Vol. 77 ,1873, P. 1462 ( online olvasás )
Albert A. Michelson és Jean-René Benoît , " A mérőeszköz kísérleti meghatározása fényhullámhosszakon ", A Nemzetközi Súly- és Mérőiroda művei és emlékiratai , vol. 11,1895, P. 1–85 ( online olvasás ) o. 85: „... ennek a munkának a végső következtetése az, hogy a metrikus rendszer alapvető egységét a három kadmium-sugárzás hullámhosszának következő számai képviselik, 15 ° C-on levegőben ( 1 ) és 760 nyomás alatt. mm : Piros sugárzás … 1 m = 1 553 163,5 λ R … Ebből következik, hogy ezeknek a sugárzásoknak a hullámhossza, mindig 15 ° -nál és 760 mm alatt van (a három meghatározás átlaga): λ R = 0,643 847 22 μ,… "

Lásd is

Bibliográfia

(en) Simon Reif-Acherman, „ Anders Jonas Angström és a spektroszkópia alapjai - Emlékcikk születésének második évszázadáról ” , Spectrochimica Acta, B. rész: Atomspektroszkópia, 1. évf. 102 ,2014. december, P. 12–23 ( online olvasás )

Kapcsolódó cikkek

Külső linkek

Hatósági nyilvántartások :