Anders Jonas Ångström

{{Scientific Infobox | name = Anders Jonas Ångström | image = AÅngström.jpg | legenda = Anders Jonas Ångström. | data urodzenia =13 sierpnia 1814 | miejsce urodzenia = [[Turcja | kraj urodzenia = Szwecja | data śmierci =21 czerwca 1874 | miejsce śmierci = Uppsala | kraj śmierci = Szwecja | home = | obywatelstwo = szwedzki | pola = astronom , fizyk | instytucje = Obserwatorium w Uppsali Królewska Szwedzka Akademia Nauk | dyplom = Uniwersytet w Uppsali | kierownik pracy dyplomowej = | studenci pracy dyplomowej = | przemianowana na = Spectroscopy | nagroda = Medal Rumforda 1872 | notatki = | podpis =}}

Anders Jonas Ångström (szwedzka wymowa: [ â n ː d ɛ ʂ j u ː n a s ɔ ŋ ː s t r œ m ] ) (urodzony13 sierpnia 1814, w Timrå , Västernorrland i zmarł dnia21 czerwca 1874w Uppsali , Uppland ) to szwedzki astronom i fizyk . Jest jednym z twórców spektroskopii . Swoją sławę zawdzięcza stworzeniu katalogu linii Słońca Fraunhofera, w którym mierzy długości fal o jednostce długości 10–10 m, którą później nazwano ångström .

Biografia

Anders Jonas Ångström urodził się w Turcji ?? w Izmirze na terenie huty Lögdö w parafii Hässjö, gmina Timrå, w historycznej prowincji Medelpad . Był drugim synem Johanna Ångströma, pastora luterańskiego i Anny Cathariny Thunberg. Kiedy Anders miał zaledwie kilka lat, jego ojciec został przeniesiony do Ullånger , a kilka lat później do Sättna koło Sundsval . Pastor miał bardzo niską pensję i musiał pielęgnować swój ogród, aby wyżywić swoją rodzinę. Zrobił jednak wszystko, co w jego mocy, aby jego trzej synowie poszli do szkoły wyższej. Anders uczęszczał do liceum w Härnösand . Studiował matematykę i fizykę na Uniwersytecie w Uppsali od 1833 r. Tytuł prywatnego docenta w dziedzinie fizyki uzyskał w 1839 r. I od razu został wykładowcą fizyki na Uniwersytecie w Uppsali. Jego starszy brat Johan był lekarzem i botanikiem. Jego młodszy brat, Carl Arendt, był inżynierem górnictwa.

Anders dołączył do Obserwatorium w Sztokholmie w 1842 roku, aby zdobyć praktykę obserwacji astronomicznych. W następnym roku został mianowany szefem Obserwatorium w Uppsali, jednocześnie kontynuując wykładanie fizyki i astronomii na Uniwersytecie w Uppsali. W latach 1846-1847 kierował kursami astronomii pod nieobecność profesora zwyczajnego.

W 1856 roku Anders Ångström poślubił Augustę Carolina Bédoire, pochodzącą z bogatej rodziny importerów i eksporterów, bankierów i przemysłowców, założoną w drugiej połowie XVII wieku przez Jeana Bédoire dit l'Ancien, hugenota urodzonego w Saintonge , uznanego importera. francuskiego wina w Sztokholmie, gdzie był ponadto przedstawicielem Compagnie de Commerce du Nord założonej przez Colberta w 1669 roku. Anders i Augusta mieli syna Knuta Johana, urodzonego12 stycznia 1857, który został profesorem fizyki i badaczem na Uniwersytecie w Uppsali w 1891 roku.

W 1858 r., Po dwóch latach pełnienia funkcji profesora fizyki, Anders Ångström zastąpił Adolpha Ferdinanda Svanberga na stanowisku kierownika fizyki na Uniwersytecie w Uppsali. W końcu dostał stabilną pracę w wieku 44 lat. W następnym roku fizycy z Uniwersytetu w Uppsali przenieśli się do nowego budynku, co umożliwiło Ångströmowi wprowadzenie praktycznej pracy na studia magisterskie z fizyki. Jednak Ångström był bardziej badaczem niż profesorem. Był dość powściągliwy i niektórym studentom mógł wydawać się niedostępny.

Przez wiele lat pełnił funkcję sekretarza Akademii Nauk w Uppsali ku zadowoleniu członków szwedzkich i zagranicznych.

Anders Jonas Ångström zmarł na zapalenie opon mózgowych w Uppsali dnia 21 czerwca 1874 , na kilka tygodni przed jego 60 th urodziny i 6 miesięcy po wyborze22 grudnia 1873, członek korespondent Akademii Nauk w Paryżu .

Praca naukowa

Magnetyzm ziemski

Badanie magnetyzmu ziemskiego było jedną z umiejętności astronomów. Angstrôm zainteresował się nim na początku swojej kariery naukowo-dydaktycznej. Odczytywał natężenie pola magnetycznego w różnych miejscach w Szwecji . W 1843 i 1844 r. Wyjechał do Francji i Niemiec, gdzie spotkał specjalistę od ziemskiego magnetyzmu, Johanna von Lamonta . Sztokholmska Akademia Nauk poprosiła go również o przeanalizowanie odczytów pola magnetycznego dokonanych podczas wyprawy dookoła świata, w latach 1851-1853, fregaty Eugenie z Królewskiej Szwedzkiej Marynarki Wojennej. Ukończył tę pracę dopiero na krótko przed śmiercią.

Spektroskopia

AJ Ångström opublikował artykuł w języku szwedzkim w 1853 roku zatytułowany Optiska Undersökningar ( Badania optyczne ), który został przetłumaczony i opublikowany w języku angielskim dwa lata później. Ustala zasady analizy spektralnej .

Ångström kwestionuje pochodzenie koloru ciał i koryguje teorię Eulera , przedstawioną w jego Theoria Lucis i Caloris , zgodnie z którą kolor ciała wynika z rezonansu między falą świetlną a cząsteczkami materii. Twierdzi, że „zasada Eulera wyjaśnia nie kolor, który manifestuje ciało, ale raczej ten, do którego nie może się dopasować, ponieważ wewnętrzne drgania ciała wynikające z wchłonięcia nie są dostępne dla ciała, naszego wzroku. "
Rozróżnia pochłanianie i rozpraszanie światła. Oba zjawiska powodują osłabienie światła, ale pierwsze zmienia widmo, podczas gdy drugie pozostawia je nienaruszone. Część pochłoniętego światła zamienia się w ciepło lub powoduje reakcje chemiczne. Najlepszy dowód, że rozproszone światło ma takie same właściwości jak padającego światła jest to, że możemy znaleźć te same liniami Fraunhofera w widmie planety niż w słońcu .
Z obserwacji tych wyciąga wniosek, że „zgodnie z podstawową zasadą Eulera ciało pochłania całą serię drgań, które samo może wytworzyć. Wynika z tego, że rozgrzane ciało, aby stało się świetlne, musi emitować te same linie, które pochłania w zwykłej temperaturze. „ Jako dowód na to, że ma pewne trudności z ciepłem wymaganym do spełnienia wymagań emisyjnych, zdecydował się podjąć badanie widm światła wytwarzanego przez łuk elektryczny , badanie zainicjowane przez Charlesa Wollastona, Josepha von Fraunhofera , Charlesa Wheatstone'a i Antoine'a Masson . Aby przeanalizować światło, używa się pryzmatu z krzemienia szkła .
„Odkryłem, że widmo łuku elektrycznego należy traktować jako złożone z dwóch różnych widm; jeden, który należy do gazu, przez który przechodzi łuk, a drugi należy do metalu lub korpusu, który tworzy przewodniki. „ Z jednej strony analizuje widma łuków w powietrzu za pomocą elektrod wykonanych z różnych metali, az drugiej strony widma wytwarzane przez wyładowanie elektryczne w różnych czystych gazach z tą samą parą elektrod. Rejestruje widma Pb, Sn, Zn, Cd, Cu, Bi, Fe, Hg, Au, Pt, Sb, Fe, PbS. Zauważa, że gdy elektroda składa się ze stopu , Sn / Pb lub Sn / Zn, znajdujemy widma każdego pierwiastka. „Ten wynik jest interesujący dla teorii. Pokazuje, że cząstki każdego metalu nie są zjednoczone w jednej grupie, ale każda z nich tworzy oddzielne centrum oscylacji. "
Podobnie, kiedy obserwuje widmo dwutlenku węgla , znajduje niezmienione linie tlenu , węgiel dający bardzo niewiele linii. Bada widmo wodoru i wykrywa intensywną czerwoną linię i dwie inne jasne linie, jedną graniczącą z zielono-niebieską, a drugą niebieską. Nie wykrywa czwartej linii w kolorze fioletowym, prawdopodobnie z powodu absorpcji krótkich fal przez szkło pryzmatyczne. Najjaśniejsze linie tlenu znajdują się w kolorze niebieskim i fioletowym, a linie azotu - w kolorze żółtym i zielonym.
Porównuje otrzymane widma, które nazywa „elektrycznymi”, z widmem światła słonecznego. Znajduje doskonałą zgodność między liniami emisyjnymi (elektrycznymi) i liniami absorpcyjnymi (Fraunhofer) widma słonecznego. To pokazuje tożsamość długości fal emisji i absorpcji tego samego pierwiastka.
Na koniec zadaje fundamentalne pytanie: dlaczego widmo światła z metalowych elektrod wytwarzane przez łuk elektryczny jest nieciągłe, podczas gdy widmo światła emitowane przez kawałek rozgrzanego metalu wytwarza widmo ciągłe? „Dlaczego drut platynowy rozgrzany do białego daje widmo bez jasnych linii, podczas gdy łuk z elektrodami platynowymi zapewnia dużą liczbę linii?” " Odpowiedź na to pytanie zostanie udzielona później, najpierw Max Planck, aby rozwiązać problem ciągłego widma ciała czarnego, a drugi przez Nielsa Bohra i mechanikę kwantową, aby zrealizować linie widmowe przez skoki dyskretnych energii elektronów w wzbudzonych atomach. .

Od 1859 do 1861 roku fizyk Gustav Kirchhoff i chemik Robert Bunsen będą systematycznie badać widma emisyjne około trzydziestu pierwiastków. W 1872 roku Ångström otrzymał Medal Rumforda Towarzystwa Królewskiego „za odkrycie, że żarzący się gaz emituje promienie świetlne o tej samej długości fali, co te, które pochłania, gdy jest zimno” . Wręczając mu medal, Sir Edward Sabine powiedział, że autor odkrycia tej fundamentalnej zasady zasłużył na zaliczenie do twórców analizy spektralnej.

Widmo słoneczne

W 1859 roku, Julius plucker zidentyfikowano Hα i H ^ linii z wodoru emisji z C i F linii z Fraunhofer w świetle słonecznym. W 1862 angstremów odkryto, że Fraunhofer F i H linii w widmie słonecznym odpowiadały Hγ i Hδ linii z wodorem . Wydedukował, że wodór jest obecny w atmosferze słonecznej, a także w innych pierwiastkach.

Demonstracja czterech linii wodoru i precyzyjny pomiar ich długości fal pozwoliły Johannowi Jakobowi Balmerowi ustalić, która je łączy, a Nielsowi Bohrowi zaproponować swój model atomu wodoru, który otworzył pole mechaniki kwantowej .

Długości fal linii wodoru określone przez Angström

Fraunhofer płaszczki	Linie wodoru	Długości fal (Å)	Kolor
VS	${\ displaystyle H \ alpha}$	6562.10	czerwony
fa	${\ displaystyle H \ beta}$	4860,74	Zielony
fa	${\ displaystyle H \ gamma}$	4340.10	niebieski
godz	${\ displaystyle H \ delta}$	4101.20	fioletowy

W 1868 roku Angström opublikował wyniki pięcioletnich badań w postaci książki w języku francuskim pt. Researches on the Solar Spectrum, Normal Spectrum of the Sun, w której opisuje swoje przyrządy pomiarowe i metody obliczania długości fali. Do analizy światła miał spektrometr i trzy siatki z 220, 132 i 88 liniami na milimetr. Najlepsze rezultaty dała siatka 132 linie / mm. Z wielką starannością przełożył pomiary kąta dyfrakcji na długości fal. Podejrzewał jednak, że miernik miedziany, którego używał jako odniesienia, mógł nie mieć prawidłowej długości. Udał się do Paryża, aby porównać go ze wzorcowym miernikiem zdeponowanym w Cesarskim Konserwatorium Sztuki i Rzemiosła . Metrolog Henri Tresca podkreślił, że szwedzki metr był za krótki o około 1/6000. Dlatego Angström dokonał niezbędnych poprawek. Okazało się jednak po tym, że różnica w długości była znacznie mniejsza niż ta, która została zmierzona. Spowodowało to, że skorygowane wartości były bardziej niedokładne niż oryginalne, nieskorygowane wartości.

W swojej książce Angström podał listę długości fal ponad 1000 linii Fraunhofera oraz, w przypadku niektórych, ich pochodzenie. Dodał atlas, w którym widmo od 4000 do 7000 Angström (narysowane przez Roberta Thaléna) zostało przedstawione graficznie w 12 segmentach rozmieszczonych na 6 płytach. Atlas ten został opublikowany oddzielnie w 1869 roku pod tytułem Normalne widmo słońca: Atlas, zawierający długości fal linii Frauenhofera podane w 1/10 000 000 milimetra . Angström wysłał kopię do Akademii Nauk w Paryżu, a Hippolyte Fizeau wydał następującą recenzję:

„To, co szczególnie odróżnia nowe mapy od tych, które je poprzedzały, to zastosowanie nowej metody odwzorowania opracowanej przez pana Angströma. Polega ona na tym, że różne linie są śledzone, nie podążając już za odległościami przypisanymi im przez dyspersję (zmienne odległości od jednego pryzmatu do drugiego), ale zgodnie z odległościami proporcjonalnymi do rzeczywistych długości fal promieni, odległości całkiem stałe i niezmienne . Zamiast arbitralnej skali, której ponumerowane podziały nie miały żadnego innego znaczenia niż znaczniki odpowiednie do oznaczania sąsiednich linii, na nowych mapach znajduje się skala podziałów, których liczby dają natychmiast, w dziesięciomilionowych milimetrach, długość fali rozważane linie. Łatwo przewidzieć, że fizycy odnajdą w nowym układzie map M. Angströma szczególne zalety, a także nowe możliwości dla różnych delikatnych badań związanych z analizą spektralną. "

Atlas Ångström i Thalén będzie rzeczywiście autorytatywny do końca stulecia, a zdefiniowane przez nie jednostki miary będą powszechnie przyjmowane, najpierw przez spektroskopistów, potem przez astronomów, a na końcu przez fizyków atomistów.

Widmo zorzy polarnej

Ångström był pierwszym, który uzyskał widmo zorzy polarnej w 1867 roku. Wykrył charakterystyczną linię tlenu w żółto-zielonym regionie przy 557,7 nm, który jest czasami nazywany linią Ångström. Ale mylił się, zakładając, że ta linia powinna być również obserwowana w świetle zodiakalnym .

Badania ciepła

Ångström opracował metodę pomiaru przewodnictwa cieplnego materiałów. Polegał on na doprowadzeniu impulsów ciepła do końca pręta i pomiarze różnicy temperatur na jego dwóch końcach w funkcji czasu. W ten sposób odkrył, że przewodnictwo cieplne jest proporcjonalne do przewodnictwa elektrycznego .

Publikacje

(en) Anders Jonas Angström, „ Badania optyczne ” , Magazyn filozoficzny. 4 seria tom 9 ,1855, s. 327-342 ( czytaj online )
(en) Anders J. Angström, „ I. O liniach Fraunhofera widocznych w widmie słonecznym ” , Philosophical Magazine and Journal of Science. 24.158 ,1862, s. 1-11
Anders Jonas Angström, Solar Spectrum Research: Normal Sun Spectrum, 6 Plate Atlas , Upsal, W. Schultz,1868, 42 + XV s. (Tekst online dostępny w IRIS )
Anders Jonas Angström, Normalne widmo słońca: Atlas, zawierające długości fal linii Frauenhofera podane w 1/10000000 milimetra , Berlin, F. Dümmler,1869, 9 pkt. (Tekst online dostępny w IRIS )

Nagrody

Anders Jonas Angström został wybrany członkiem wielu akademii i otrzymał liczne nagrody:

Przynależność do akademii

Królewska Szwedzka Akademia Nauk
Królewska Akademia Nauk w Uppsali
Królewskie Towarzystwo Fizjokratyczne w Lund
Królewska Pruska Akademia Nauk
Królewska Duńska Akademia Nauk i Literatury
Towarzystwo Królewskie Londynu
Francuska Akademia Nauk , członek korespondent

Nagrody i medale

Wallmarsk Prize (Wallmarska priset) od Królewskiej Szwedzkiej Akademii Nauk
- w 1865 roku z kolegami Robertem Thalénem i Holmgrenem
- w 1869 r. przyznano mu tylko nagrodę.
Medal Rumforda Towarzystwa Królewskiego w 1872 roku
Kawaler Orderu Gwiazdy Polarnej
Dowódca 1 klasy Orderu Wazów
Komandor Orderu Korony Włoch .

Rozgłos

Jego imię zostało nadane:

do jednostki miary długości. W swojej książce Investigating the Solar Spectrum z 1868 r. Ångström wprowadził jednostkę miary długości fali równą jednej dziesięciomilionowej części milimetra ( 10–7 mm ). Jednostka ta, szczególnie wygodna do zapisywania długości fal, szybko została przyjęta przez społeczność spektroskopistów, a następnie atomistów. W latach 1892-1895 Albert A. Michelson nazwał go ångström na cześć jego autora. Na nowo definiuje jego długość, tak aby długość fali czerwonej linii kadmu była równa 6438,47 ångströms. W 1907 roku Międzynarodowa Unia Współpracy w Badaniach Słonecznych (która stała się Międzynarodową Unią Astronomiczną ) zdefiniowała międzynarodowy ångström jako taką długość, aby czerwona linia kadmu miała dokładnie długość fali 6438.4696 ångström international. Definicja ta zostanie potwierdzona przez Międzynarodowe Biuro Miar i Wag w 1927 r. W 1960 r. Ångström został ponownie zdefiniowany jako równy 0,1 nanometra ( 10–10 m ). Ångström nie jest częścią Międzynarodowego Układu Jednostek (SI) i odradza się jego używanie.

w kraterze księżycowym Ångström
do asteroidy (42487) Ångström .

Uwagi i odniesienia

(en) Nekrologi, „ Anders Jonas Angström ” , Nature ,10 września 1874, s. 376-377
(en) „ Angström, Anders Jonas ” , w witrynie wikisource.org , Encyclopaedia Britannica ,1911(dostęp 24 lipca 2019 )
Prosper Boissonnade i Pierre Jacques Charliat, Colbert and the Compagnie de Commerce du Nord , Paryż, M. Rivière (biblioteka historii gospodarczej),1930, 182, str. , s. 124
(w) „ Anders Angstrom ” na Uniwersytecie w Uppsali (dostęp: 24 lipca 2019 )
Nieustający Sekretarz, „ Ogłoszenie śmierci pana Angströma ”, CRAcad. Sci. Paryż, t. 79 ,13 lipca 1874, s. 73 ( czytaj online )
(De) Anders J. Angström, " Magnetische Beobachtungen bei Gelegenheit einer Reise nach Deutschland und Frankreich (Obserwacje magnetyczne podczas podróży do Niemiec i Francji) " , Denkschriften der Münchener Academie ,1844
Królewska Szwedzka Akademia Nauk, Podróż dookoła świata na szwedzkiej fregacie L'Eugénie. Obserwacje naukowe III. Fizyka ( czytaj online )
Badania optyczne 1853 , s. 327-328.
Badania optyczne 1853 , s. 329.
A. Masson, „ Badania fotometrii elektrycznej. Fourth and Fifth Memoirs ”, Annals of Chemistry and Physics, 3rd Series, Vol. 31 ,1851, s. 295-326 ( czytaj online )
Badania optyczne 1853 , s. 333.
Badania optyczne 1853 , s. 341.
(en) Biografia Andersa Jonasa Ångströma na stronie britannica.com.
Anders Jonas Angström, Solar Spectrum Research: Normal Spectrum of the Sun , Uppsala, Schultz,1868, 42 + XV stron tabel s. ( czytaj online ) , s. 31-32
Marguerite Roumens, „ The lines of Fraunhofer-History of research on the solar spectrum ”, L'Astronomie ,Maj 1932, s. 209-221 ( czytaj online )
John CD Brand , Lines of Light: Sources of Dispersive Spectroscopy, 1800-1930 , CRC Press ,1995, 266 s. ( ISBN 978-2-88449-163-1 , czytaj online ) , str. 47
Hippolyte Fizeau, „ Praca zatytułowana„ Normalne widmo słońca (Atlas) ”, CRAcad.Sci. Tom 67 ,1868, s. 946-947 ( czytaj online )
(en) Anders J. Angstrom, „ XVII. Nowa metoda określania przewodnictwa cieplnego ciał ” , Philosophical Magazine and Journal of Science. 25 166 ,1863, s. 130-142
„ Pan Angström zostaje mianowany Korespondentem Sekcji Fizyki w miejsce pana Hansteena ”, CRAcad.Sci. Paryż, t. 77 ,1873, s. 1462 ( czytaj online )
Albert A. Michelson i Jean-René Benoît , „ Eksperymentalne określenie wartości miernika w długościach fal świetlnych ”, Prace i wspomnienia Międzynarodowego Biura Miar i Wag , vol. 11,1895, s. 1-85 ( czytaj online ) p. 85: „… ostatecznym wnioskiem tej pracy jest to, że podstawową jednostkę systemu metrycznego reprezentują następujące liczby długości fal trzech promieniowań kadmu w powietrzu o temperaturze 15 ° C ( 1 ) i pod ciśnieniem 760 mm : Promieniowanie czerwone… 1 m = 1 553 163,5 λ R … Wynika z tego, że długości fal tych promieni, zawsze przy 15 ° i poniżej 760 mm , wynoszą (średnie z trzech oznaczeń): λ R = 0,643 847 22 μ,… "

Zobacz też

Bibliografia

(en) Simon Reif-Acherman, „ Anders Jonas Angström i podstawy spektroskopii - Artykuł upamiętniający w drugim wieku jego urodzin ” , Spectrochimica Acta, część B: Atomic spectroscopy, tom. 102 ,grudzień 2014, s. 12-23 ( czytaj online )

Powiązane artykuły

Linki zewnętrzne

Dokumentacja urzędowa :