夫琅和费的光学发现

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夫琅和费的光学发现

2017-01-03 作者: xuzhiping 浏览: 2344 次

摘要: 1787年,夫琅和费出生在德国南部的斯特劳宾镇,父亲是玻璃工匠。11岁时,夫琅和费就失去了父母,成了孤儿,后来,他在一个镜子制造店当学徒,并自学数学和光学。在一个贵族的资助下,夫琅和费脱离了学徒生活,进入学校学习。 夫琅和费对光学表现出了真正的爱好。毕业后,他...

1787年,夫琅和费出生在德国南部的斯特劳宾镇,父亲是玻璃工匠。11岁时,夫琅和费就失去了父母,成了孤儿,后来,他在一个镜子制造店当学徒,并自学数学和光学。在一个贵族的资助下,夫琅和费脱离了学徒生活,进入学校学习。

夫琅和费对光学表现出了真正的爱好。毕业后,他被雇用到光学工厂工作,并迅速上升为合伙人。在光学工厂工作期间,夫琅和费认识到所用玻璃的质量与制成的光学仪器的性能之间有着密切联系。于是,他就开始研究如何改进玻璃的制作方法。

1814年的一天,夫琅和费做了一个实验。在实验中,他用自己改进的分光仪,发现并仔细研究了太阳光谱中的若干条暗线,这就是著名的夫琅和费谱线。后来,他还利用衍射原理测出它们的波长,将576条(实际上约有3万多条)暗线编制成表,并用字母A、B、C、D……将其中主要的线命名,还在星光中发现了某些谱线。夫琅和费用这些谱线测量了各种光学玻璃的折射率达到以前从未有过的精度,解决了大块高质量光学玻璃制造的难题。夫琅和费成为光谱学的奠基者之一,而光谱学技术的精密化,是在夫琅和费逝世50年之后发展起来的。

因为仪器的机械部分和光学部分是同样重要的,所以夫琅和费还解决了各种技术问题。他用几何光学理论设计和制造了消色差透镜以取代过去盲目试验的方法,首创用牛顿环方法检查光学表面加工精度及透镜形状。多帕特折射望远镜有一个直径24厘米的透镜,重量1000千克,就是他的杰作之一。

1821年,夫琅和费发表了平行光单缝衍射的研究结果,做了光谱分辨率的试验,第一个定量地研究了衍射光栅,制成260条平行线组成的光栅,用它测量了光的波长。两年后,夫琅和费担任慕尼黑科学院物理陈列馆馆长和慕尼黑大学教授。在工作之余,他仍然没有中断自己的研究。就在这一年,他得出了至今通用的光栅方程。

夫琅和费的伟大发现很快就传开了,巴伐利亚国王听到了这件事情,非常欣赏夫琅和费的才识,并亲自封夫琅和费为贵族。夫琅和费的地位很快得到了提升,他的事业达到了人生的顶峰——他与人和合办的光学研究所由于技术先进,成为当时世界上最先进的光学公司。夫琅和费是把理论光学工作、玻璃制造技术与机械精度和卓越才能结合起来的范例,对德国的光学工业产生了长远的影响。许多著名光学家,例如佩茨瓦耳、斯坦海尔、阿贝和一些光学公司,都是直接或间接地从夫琅和费传承下来的。

然而夫琅和费和其他许多物理学家一样,多年来都未认识到光谱线的无比重要性,直到约1860年,人们才知道它们作为原子或分子发出的信号意义。

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