Anders Jonas Ångström

{{Scientific Infobox | nome = Anders Jonas Ångström | immagine = AÅngström.jpg | legenda = Anders Jonas Ångström. | data di nascita =13 agosto 1814 | luogo di nascita = [[Turchia | paese di nascita = Svezia | data di morte =21 giugno 1874 | luogo di morte = Uppsala | paese di morte = Svezia | home = | nazionalità = svedese | campi = Astronomo , fisico | istituzioni = Osservatorio di Uppsala Accademia reale svedese delle scienze | diploma = Università di Uppsala | direttore della tesi = | studenti tesi = | rinominato per = Spectroscopy | premio = Medaglia Rumford 1872 | note = | firma =}}

Anders Jonas Ångström (pronuncia svedese: [ â n ː d ɛ ʂ j u ː n a s ɔ ŋ ː s t r œ m ] ) (nato13 agosto 1814, a Timrå , Västernorrland e morì21 giugno 1874a Uppsala , Uppland ) è un astronomo e fisico svedese . È uno dei fondatori della spettroscopia . Egli deve la sua fama ad aver stabilito un catalogo della Sun righe di Fraunhofer in cui si misura la lunghezza d'onda con un'unità di lunghezza pari a 10 -10 m, che fu poi chiamato il Ångström .

Biografia

Anders Jonas Ångström è nato in Turchia ?? a Izmir nella tenuta delle acciaierie di Lögdö , parrocchia di Hässjö, comune di Timrå, nella storica provincia di Medelpad . Era il secondo figlio di Johann Ångström, pastore luterano e Anna Catharina Thunberg. Quando Anders aveva solo pochi anni, suo padre fu trasferito a Ullånger e, pochi anni dopo, a Sättna vicino a Sundsval . Il pastore aveva uno stipendio molto basso e doveva coltivare il suo orto per sfamare la sua famiglia. Tuttavia, ha fatto tutto il possibile per garantire che i suoi tre figli frequentassero la scuola di specializzazione. Anders è andato al liceo a Härnösand . Ha studiato matematica e fisica presso l' Università di Uppsala dal 1833. Ha conseguito il titolo di docente privato in fisica nel 1839 e divenne immediatamente un docente di fisica presso l'Università di Uppsala. La cattedra di fisica era vacante. Suo fratello maggiore, Johan, era un medico e botanico. Suo fratello minore, Carl Arendt, era un ingegnere minerario.

Anders si unì all'Osservatorio di Stoccolma nel 1842 per acquisire la pratica dell'osservazione astronomica. L'anno successivo è stato nominato capo dell'Osservatorio di Uppsala mentre continuava a insegnare fisica e astronomia all'Università di Uppsala. Nel 1846-1847, durante l'assenza del professore ordinario, si occupò dei corsi di astronomia.

Nel 1856 Anders Ångström sposò Augusta Carolina Bédoire, di un'opulenta famiglia di commercianti, banchieri e industriali importatori-esportatori, fondata nella seconda metà del XVII secolo da Jean Bédoire dit l'Ancien, un ugonotto nato a Saintonge , importatore affermato. di vino francese a Stoccolma dove era, inoltre, rappresentante della Compagnie de Commerce du Nord fondata da Colbert nel 1669. Anders e Augusta ebbero un figlio, Knut Johan, nato il12 gennaio 1857, che divenne professore di fisica e ricercatore presso l'Università di Uppsala nel 1891.

Nel 1858, dopo aver servito come professore di fisica per due anni, Anders Ångström succedette ad Adolph Ferdinand Svanberg come presidente di fisica presso l'Università di Uppsala. Così ha finalmente trovato un lavoro stabile a 44 anni. L'anno successivo, i fisici dell'Università di Uppsala si trasferirono in un nuovo edificio, il che consentì ad Ångström di introdurre il lavoro pratico nel Master in fisica. Tuttavia, Ångström era più un ricercatore che un professore. Era piuttosto riservato e poteva persino sembrare inaccessibile ad alcuni studenti.

Ha servito per molti anni come Segretario dell'Accademia delle Scienze di Uppsala con soddisfazione dei membri svedesi e stranieri.

Anders Jonas Ångström è morto di meningite a Uppsala il 21 giugno 1874 , poche settimane prima del suo 60 ° compleanno e 6 mesi dopo essere stato eletto22 dicembre 1873, membro corrispondente dell'Accademia delle scienze di Parigi .

Lavoro scientifico

Magnetismo terrestre

Lo studio del magnetismo terrestre era una delle abilità degli astronomi. Angstrôm si è interessato all'inizio della sua carriera di insegnante-ricerca. Ha effettuato letture dell'intensità del campo magnetico in vari luoghi della Svezia . Nel 1843 e nel 1844 si recò in Francia e in Germania dove incontrò lo specialista in magnetismo terrestre, Johann von Lamont . L'Accademia delle Scienze di Stoccolma gli chiese inoltre di analizzare le letture del campo magnetico effettuate durante la spedizione in giro per il mondo, dal 1851 al 1853, della fregata Eugenie della Royal Swedish Navy. Non ha completato questo lavoro fino a poco prima della sua morte.

Spettroscopia

AJ Ångström pubblicò un articolo in svedese nel 1853 intitolato Optiska Undersökningar ( ricerca ottica ) che fu tradotto e pubblicato in inglese due anni dopo. Stabilisce i principi dell'analisi spettrale .

Ångström mette in dubbio l'origine del colore dei corpi e corregge la teoria di Eulero , esposta nella sua Theoria Lucis e Caloris , secondo la quale il colore di un corpo è dovuto alla risonanza tra l'onda luminosa e le molecole della materia. Afferma che "Il principio di Eulero spiega non il colore che il corpo manifesta, ma quello con cui non può corrispondere, perché le oscillazioni interne del corpo risultanti dall'assorbimento non sono accessibili al corpo. La nostra vista. "
Distingue tra assorbimento e diffusione della luce. Entrambi i fenomeni provocano l'attenuazione della luce, ma il primo altera lo spettro mentre il secondo lo lascia intatto. La parte di luce assorbita si trasforma in calore o provoca reazioni chimiche. La migliore prova che la luce diffusa ha le stesse proprietà della luce incidente è che troviamo le stesse linee di Fraunhofer nello spettro dei pianeti che nel sole .
Da queste osservazioni egli deduce che “secondo il principio fondamentale di Eulero, un corpo assorbe tutta una serie di oscillazioni che può esso stesso produrre. Ne consegue che un corpo riscaldato per diventare luminoso deve emettere le stesse linee di quelle che assorbe a temperatura ordinaria. " A riprova di questa affermazione ha alcune difficoltà con il calore necessario per raggiungere i requisiti di emissione, ha scelto di riprendere lo studio degli spettri di luce prodotti da un arco elettrico , studio avviato da Charles Wollaston, Joseph von Fraunhofer , Charles Wheatstone e Antoine Masson . Per analizzare la luce, utilizza un prisma di vetro flint .
“Ho scoperto che lo spettro dell'arco elettrico deve essere considerato come composto da due spettri distinti; uno che appartiene al gas attraverso il quale passa l'arco e l'altro che appartiene al metallo o al corpo che forma i conduttori. " Analizza da un lato gli spettri degli archi in aria con elettrodi di metalli diversi e, dall'altro, gli spettri prodotti dalla scarica elettrica nei vari gas puri con la stessa coppia di elettrodi. Registra gli spettri di Pb, Sn, Zn, Cd, Cu, Bi, Fe, Hg, Au, Pt, Sb, Fe, PbS. Osserva che, quando un elettrodo è composto da una lega , Sn / Pb o Sn / Zn, troviamo gli spettri di ogni elemento. “Questo risultato è interessante per la teoria. Mostra che le particelle di ciascun metallo non sono unite in un singolo gruppo ma che ciascuna forma un centro di oscillazione separato. "
Allo stesso modo, quando osserva lo spettro dell'anidride carbonica , trova, immutate, le righe dell'Ossigeno , il Carbonio che dà pochissime righe. Esamina lo spettro dell'idrogeno e rileva una linea rossa intensa e altre due linee luminose, una confinante con il verde e il blu e l'altra in blu. Non rileva la quarta riga nel viola, forse a causa dell'assorbimento di lunghezze d'onda corte da parte del vetro prisma. Le linee più luminose di ossigeno si trovano in blu e viola, quelle di azoto , in giallo e verde.
Confronta gli spettri ottenuti, che chiama "elettrici", con lo spettro della luce solare. Trova una perfetta corrispondenza tra le righe di emissione (elettriche) e le righe di assorbimento (Fraunhofer) dello spettro solare. Ciò dimostra l'identità delle lunghezze d'onda di emissione e di assorbimento dello stesso elemento.
Infine pone una domanda fondamentale: perché lo spettro della luce degli elettrodi metallici prodotto da un arco elettrico è discontinuo mentre lo spettro della luce emesso da un pezzo di metallo riscaldato produce uno spettro continuo? "Perché un filo di platino riscaldato al bianco fornisce uno spettro senza linee luminose mentre un arco con elettrodi di platino fornisce un gran numero di linee?" " La risposta a questa domanda verrà fornita in seguito, in primo luogo da Max Planck per risolvere il problema dello spettro continuo del corpo nero e l'altro da Niels Bohr e dalla meccanica quantistica per realizzare le linee spettrali da salti di energie discrete di elettroni in atomi eccitati .

Dal 1859 al 1861, il fisico Gustav Kirchhoff e il chimico Robert Bunsen studieranno sistematicamente gli spettri di emissione di una trentina di elementi. Nel 1872, Ångström ricevette la Rumford Medal della Royal Society "per aver scoperto che un gas incandescente emette raggi luminosi della stessa lunghezza d'onda di quelli che assorbe quando fa freddo" . Presentandogli la medaglia, Sir Edward Sabine ha affermato che l'autore della scoperta di questo principio fondamentale meritava di essere annoverato tra i fondatori dell'analisi spettrale.

Spettro solare

Nel 1859, Julius Plücker identificò le linee Hα e Hβ dell'emissione di idrogeno con le linee C e F di Fraunhofer alla luce del sole. Nel 1862, Ångström scoperto che di Fraunhofer f e h linee nello spettro solare corrispondevano alle Hγ e Hδ linee di idrogeno . Ha dedotto che l'idrogeno è presente nell'atmosfera solare, così come altri elementi.

La dimostrazione delle quattro linee dell'idrogeno e la misura precisa delle loro lunghezze d'onda ha permesso a Johann Jakob Balmer di stabilire la relazione che le lega e Niels Bohr a proporre il suo modello dell'atomo di idrogeno che ha aperto il campo della meccanica quantistica .

Lunghezze d'onda della linea dell'idrogeno determinate da Angström

Razze di Fraunhofer	Linee dell'idrogeno	Lunghezze d'onda (Å)	Colore
VS	${\ displaystyle H \ alpha}$	6562.10	rosso
F	${\ displaystyle H \ beta}$	4860.74	verde
f	${\ displaystyle H \ gamma}$	4340.10	blu
h	${\ displaystyle H \ delta}$	4101.20	viola

Nel 1868 Angström pubblicò il risultato di cinque anni di ricerca sotto forma di un libro in francese intitolato Researches on the Solar Spectrum, Normal Spectrum of the Sun in cui descrive i suoi strumenti di misura e metodi di calcolo delle lunghezze d'onda. Per analizzare la luce, aveva uno spettrometro e tre reticoli con 220, 132 e 88 linee per millimetro. Il reticolo da 132 linee / mm ha dato i migliori risultati. Ha prestato molta attenzione nel tradurre le sue misurazioni dell'angolo di diffrazione in lunghezze d'onda. Tuttavia, sospettava che il misuratore di rame che stava usando come riferimento potesse non essere della lunghezza corretta. Andò a Parigi per farlo confrontare con il metro standard di riferimento depositato presso il Conservatorio Imperiale di Arti e Mestieri . Il metrologo Henri Tresca ha dimostrato che il contatore svedese era troppo corto di circa 1/6000. Angström ha quindi apportato le necessarie correzioni. Ma si è scoperto dopo il fatto che la differenza di lunghezza era molto inferiore a quella misurata. Ciò ha reso i valori corretti più imprecisi rispetto ai valori originali non corretti.

Nel suo libro, Angström ha fornito un elenco delle lunghezze d'onda di oltre 1000 linee di Fraunhofer e, per alcune, della loro origine. Ha aggiunto un atlante in cui lo spettro da 4000 a 7000 Angström (disegnato da Robert Thalén) era rappresentato graficamente in 12 segmenti distribuiti su 6 lastre. Questo atlante fu pubblicato separatamente nel 1869 con il titolo Spettro normale del sole: Atlante, contenente le lunghezze d'onda delle linee di Frauenhofer date in 1 / 10.000.000 di millimetro . Angström ha inviato una copia all'Accademia delle scienze di Parigi e Hippolyte Fizeau ha fornito la seguente recensione:

“Ciò che distingue particolarmente le nuove mappe da quelle che le hanno precedute è l'uso di un nuovo metodo di proiezione ideato dal Sig. Angström. Consiste nel fatto che le diverse linee vengono tracciate, non più seguendo le distanze loro assegnate dalla dispersione (distanze variabili da un prisma all'altro), ma secondo distanze proporzionali alle reali lunghezze d'onda dei raggi, distanze abbastanza fisse e invariabili . Invece di una scala arbitraria, le cui divisioni numerate non avevano altro significato se non quello di marker adatti a designare linee adiacenti, c'è nelle nuove mappe una scala di divisioni i cui numeri danno immediatamente, in dieci milionesimi di millimetri, le lunghezze d'onda di le linee considerate. È facile prevedere che i fisici troveranno nella nuova disposizione delle mappe di M. Angström particolari vantaggi e nuove agevolazioni per varie delicate ricerche relative all'analisi spettrale. "

Gli atlanti di Ångström e Thalén saranno infatti autorevoli fino alla fine del secolo e l'unità di misura da essi definita sarà universalmente adottata, prima dagli spettroscopisti, poi dagli astronomi e infine dai fisici atomisti.

Spettro di un'aurora boreale

Ångström fu il primo a ottenere uno spettro dell'aurora boreale nel 1867. Rilevò la caratteristica linea dell'ossigeno nella regione giallo-verde a 557,7 nm, a volte indicata come linea di Ångström. Ma aveva torto nel ritenere che questa linea dovesse essere osservata anche alla luce zodiacale .

Studi sul calore

Ångström ha sviluppato un metodo per misurare la conducibilità termica dei materiali. Consisteva nell'applicare impulsi di calore all'estremità di un'asta e misurare la differenza di temperatura alle sue due estremità in funzione del tempo. In questo modo ha scoperto che la conducibilità termica è proporzionale alla conducibilità elettrica .

Pubblicazioni

(it) Anders Jonas Angström, “ Optical researches ” , Philosophical Magazine. 4a serie vol.9 ,1855, p. 327-342 ( leggi in linea )
(it) Anders J. Angström, " I. Sulle linee di Fraunhofer visibili nello spettro solare " , Philosophical Magazine e Journal of Science. 24.158 ,1862, p. 1-11
Anders Jonas Angström, Solar Spectrum Research: Normal Sun Spectrum, 6 Plate Atlas , Upsal, W. Schultz,1868, 42 + XV p. (Testo online disponibile su IRIS )
Anders Jonas Angström, Spettro normale del sole: Atlante, contenente le lunghezze d'onda delle linee di Frauenhofer date in 1/10000000 di millimetro , Berlino, F. Dümmler,1869, 9 p. (Testo online disponibile su IRIS )

Premi

Anders Jonas Angström è stato eletto membro di numerose accademie e ha ricevuto numerosi premi:

Affiliazione ad Accademie

Accademia reale svedese delle scienze
Reale Accademia delle Scienze di Uppsala
Royal Physiocratic Society of Lund
Accademia reale delle scienze prussiana
Accademia reale danese delle scienze e delle lettere
Società reale di Londra
Accademia francese delle scienze , membro corrispondente

Premi e medaglie

Premio Wallmarsk (Wallmarska priset) dell'Accademia reale svedese delle scienze
- nel 1865 con i suoi colleghi Robert Thalén e Holmgren
- nel 1869 premio assegnato a lui solo.
Medaglia Rumford della Royal Society nel 1872
Cavaliere dell'Ordine della Stella Polare
Comandante di 1a classe dell'Ordine di Vasa
Comandante dell'Ordine della Corona d'Italia .

Notorietà

Il suo nome è stato dato:

a un'unità di misura della lunghezza. Nel suo libro Investigating the Solar Spectrum del 1868, Ångström introdusse un'unità di misura della lunghezza d'onda pari a un decimilionesimo di millimetro (10 −7 mm ). Questa unità, particolarmente comoda per la scrittura delle lunghezze d'onda, viene rapidamente adottata dalla comunità degli spettroscopisti, quindi degli atomisti. Nel 1892-1895, Albert A. Michelson lo chiamò ångström in onore del suo autore. Ridefinisce la sua lunghezza in modo che la lunghezza d'onda della linea rossa del cadmio sia uguale a 6438,47 ångströms. Nel 1907, l'Unione Internazionale per la Cooperazione nella Ricerca Solare (che divenne l' Unione Astronomica Internazionale ) definì l'ångström internazionale come la lunghezza tale per cui la linea rossa del cadmio ha esattamente la lunghezza d'onda di 6438.4696 ångström international. Questa definizione sarà confermata dall'International Bureau of Weights and Measures nel 1927. Nel 1960, ångström viene ridefinito come uguale a 0,1 nanometri (10 −10 m ). Ångström non fa parte del Sistema internazionale di unità (SI) e il suo utilizzo è ora sconsigliato.

al cratere lunare Ångström
alla asteroidi (42487) Ångström .

Note e riferimenti

(en) Necrologio, " Anders Jonas Angström " , Natura ,10 settembre 1874, p. 376-377
(en) " Angström, Anders Jonas " , su wikisource.org , Encyclopaedia Britannica ,1911(accesso 24 luglio 2019 )
Prosper Boissonnade e Pierre Jacques Charliat, Colbert e la Compagnie de Commerce du Nord , Parigi, M. Rivière (Biblioteca di storia economica),1930, 182 p. , p. 124
(a) " Anders Angstrom " sul Università di Uppsala (accessibile 24 Luglio 2019 )
Segretario perpetuo, " Annuncio della morte del signor Angström ", CRAcad. Sci. Parigi, vol. 79 ,13 luglio 1874, p. 73 ( leggi in linea )
(De) Anders J. Angström, " Magnetische Beobachtungen bei Gelegenheit einer Reise nach Deutschland und Frankreich (osservazioni magnetiche durante un viaggio in Germania e Francia) " , Denkschriften der Münchener Academie ,1844
Accademia reale svedese delle scienze, viaggio intorno al mondo sulla fregata svedese L'Eugénie. Osservazioni scientifiche III. Fisica ( leggi online )
Ricerca ottica 1853 , p. 327-328.
di ricerca ottica 1853 , p. 329.
A. Masson, “ Studi di fotometria elettrica. Quarta e Quinta Memorie ", Annals of Chemistry and Physics, 3rd Series, Vol. 31 ,1851, p. 295-326 ( leggi in linea )
Ricerca ottica 1853 , p. 333.
Ricerca ottica 1853 , p. 341.
(en) Biografia di Anders Jonas Ångström sul sito britannica.com.
Anders Jonas Angström, Solar Spectrum Research: Normal Spectrum of the Sun , Uppsala, Schultz,1868, 42 + XV pagine di tabelle p. ( leggi in linea ) , p. 31-32
Marguerite Roumens, " Le linee di Fraunhofer-Storia della ricerca sullo spettro solare ", L'Astronomie ,Maggio 1932, p. 209-221 ( leggi in linea )
John CD Brand , Lines of Light: Sources of Dispersive Spectroscopy, 1800-1930 , CRC Press ,1995, 266 p. ( ISBN 978-2-88449-163-1 , leggi online ) , p. 47
Hippolyte Fizeau, " Opera intitolata" Spettro normale del sole (Atlante) " ", CRAcad.Sci. Vol.67 ,1868, p. 946-947 ( leggi in linea )
(en) Anders J. Angstrom, " XVII. Un nuovo metodo per determinare la conducibilità termica dei corpi ” , Philosophical Magazine e Journal of Science. 25.166 ,1863, p. 130-142
"Il signor Angström è nominato corrispondente per la sezione di fisica per sostituire il signor Hansteen ", CRAcad.Sci. Parigi, vol. 77 ,1873, p. 1462 ( leggi in linea )
Albert A. Michelson e Jean-René Benoît , " Determinazione sperimentale del valore del metro in lunghezze d'onda della luce ", Opere e memorie dell'Ufficio internazionale dei pesi e delle misure , vol. 11,1895, p. 1-85 ( leggi in linea ) p. 85: “… la conclusione finale di questo lavoro è che l'unità fondamentale del Sistema Metrico è rappresentata dai seguenti numeri di lunghezze d'onda delle tre radiazioni del cadmio, nell'aria a 15 ° C. ( 1 ) e alla pressione di 760 mm : Radiazioni rosse ... 1 m = 1553163,5 λ R ... Ne consegue che le lunghezze d'onda di queste radiazioni, sempre a 15 ° e inferiori a 760 mm , sono (medie delle tre determinazioni): λ R = 0,643 847 22 μ, ... "

Vedi anche

Bibliografia

(it) Simon Reif-Acherman, " Anders Jonas Angström e le fondamenta della spettroscopia - Articolo commemorativo sul secondo secolo della sua nascita " , Spectrochimica Acta, Parte B: Spettroscopia atomica, vol. 102 ,dicembre 2014, p. 12-23 ( leggi online )

link esterno

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