№4, 2025

Йозеф Фраунгофер – «батько астрофізики»

Німецький вчений Йозефа Фраунгофера добре відомий своїми дослідженнями в галузі фізики, оптики та астрофізики.

Історія науки

Поштова марка до 200-річчя з дня народження Йозефа Фраунгофера

Він народився 6 березня 1787 р. в місті Штраубінг, поблизу Мюнхена на півдні Німеччини (земля Баварія). Його батько був бідним склярем; в сім'ї Фраунгоферів було десятеро дітей.

Йозеф не мав можливості вчитися у дитинстві і до 14 років був неписьменним. Він рано почав трудовий шлях, а в 12 років Йозеф залишився круглим сиротою. Опікун влаштував хлопчика учнем у шліфувальну майстерню в Мюнхені, де Йозеф кілька років повинен був навчатися обробці скла і допомагати по господарству.

У липні 1801 р. юний Фраунгофер пережив катастрофу. Його, єдиного хто вижив, у важкому стані витягли з-під руїн старого будинку, в якому містилася майстерня. На місці нещастя побував сам курфюрст (правитель) Баварії, який подарував хлопчику 20 золотих монет. Йому почав допомагати і багатий мюнхенський адвокат Йозеф Утцшнейдер.

Юнак почав відвідувати школу, придбав книги з математики та оптики і зайнявся самоосвітою. Він також придбав шліфувальний верстат і з ретельністю приступив до шліфування скла. У 1806 р. згаданий вище Й. Утцшнейдер зарахував молодого Фраунгофера на службу в оптичне відділення Мюнхенського механіко-математичного інституту, що належав фірмі, співвласником якої був Й. Утцшнейдер.

Наполегливо працюючи, Й. Фраунгофер поліпшував свою майстерність у виготовленні оптичних стекол. У 20 років він вже обіймав посаду оптика інституту. Через два роки Й. Фраунгофер вже став співвласником фірми, а в 1811 р. - керівником усієї баварської, більше того, всієї німецької оптичної промисловості.

1817 р. Й. Фраунгофер і Й. Утцшнейдер організували в Мюнхені оптико-механічну фірму, яку назвали «Утцшнейдер і Фраунгофер». У наступному році Й. Фраунгофер став директором фірми і очолював її до кінця свого життя.

1823 р. Й. Фраунгофер став професором Мюнхенського університету. У тому ж році за наукові досягнення його обрали членом Баварської академії наук.

Основні наукові дослідження Йозефа Фраунгофера відносяться до фізичної оптики.

Учений удосконалив технологію виготовлення великих ахроматичних об'єктивів. Так називаються лінзові об'єктиви, вільні від хроматичної аберації. Й. Фраунгофер виготовляв високоякісні лінзові об'єктиви діаметром до 24 см.

Й. Фраунгофер удосконалив окулярний мікрометр, який винайшов французький фізик А. Озу. Окулярний мікрометр встановлюють на телескопі і з його допомогою визначають кутові діаметри світил і кутові відстані між світилами.

Й. Фраунгофер винайшов прилад, який назвали геліометр-рефрактор. Його використовують для вимірювання невеликих кутових відстаней на небі. Вчений сконструював механізм, який забезпечував повільне обертання телескопа за світилом, щоб компенсувати добове обертання неба.

Він є одним із засновників астрофізики - великого розділу астрономії, який вивчає фізичний стан і хімічний склад небесних тіл, а також міжзоряного та міжгалактичного середовища.

Й. Фраунгофер першим розглядав спектри небесних тіл за допомогою зорової труби.

1814 р. Й. Фраунгофер виявив і дослідив майже 600 темних ліній в спектрі Сонця. Пізніше вони отримали назву фраунгоферові лінії. Він визначив величини частот електромагнітних хвиль для цих ліній, але не зміг пояснити, чому такі темні лінії з'являються на тлі багатобарвної картини сонячного спектра. Пізніше інші вчені встановили, що походження цих ліній пов'язано із поглинанням світла у верхніх шарах Сонця.

Вчений проаналізував спектри Місяця, Марса і Венери і помітив у них такі ж темні лінії. Ця спільна риса спектрів свідчить про те, що Місяць і планети світять не власними променями, а відбитими променями Сонця.

Й. Фраунгофер досліджував і порівнював спектри зірок. Він розробив основи методу для визначення температур зірок по спектрах цих світил.

Він винайшов дифракційні решітки - дротові й скляні (відбивні) - і застосував їх для дослідження спектрів небесних тіл.

Йозеф Фраунгофер помер у Мюнхені 7 червня 1826 року від туберкульозу, не проживши й 40 років. Похований вчений на одному з мюнхенських кладовищ. На його могилі є напис латиною: «Наблизив зірки».

У Мюнхені встановлено пам'ятник Й. Фраунгоферу. На честь вченого названо німецьке науково-дослідне товариство «Фраунгофер» і кратер на Місяці.

Л.М. Свачій, канд. фіз.-мат. наук, Головна астрономічна обсерваторія НАН України