Gabriel Lippmann - Gabriel Lippmann

Gabriel Lippmann
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Nascer
Jonas Ferdinand Gabriel Lippmann

( 1845-08-16 )16 de agosto de 1845
Bonnevoie / Bouneweg, Luxemburgo (desde 1921 parte da cidade de Luxemburgo )
Faleceu 13 de julho de 1921 (13/07/1921)(75 anos)
SS França , Oceano Atlântico
Nacionalidade França
Alma mater École Normale Supérieure
Conhecido por Fotografia colorida Lippmann Fotografia
3D integral
Eletrômetro Lippmann
Prêmios Prêmio Nobel de Física (1908)
Carreira científica
Campos Física
Instituições Sorbonne
Orientador de doutorado Gustav Kirchhoff
Outros conselheiros acadêmicos Hermann von Helmholtz
Alunos de doutorado Marie Curie

Jonas Ferdinand Gabriel Lippmann (16 de agosto de 1845 - 13 de julho de 1921) foi um físico e inventor franco - luxemburguês e ganhador do Nobel de física por seu método de reproduzir cores fotograficamente baseado no fenômeno de interferência .

Infância e educação

Gabriel Lippmann nasceu em Bonnevoie , Luxemburgo (luxemburguês: Bouneweg), em 16 de agosto de 1845. Na época, Bonnevoie fazia parte da comuna de Hollerich (luxemburguês: Hollerech), que costuma ser considerada seu local de nascimento. (Ambos os lugares, Bonnevoie e Hollerich, são agora distritos da cidade de Luxemburgo.) Seu pai, Isaïe, um judeu francês nascido em Ennery, perto de Metz , administrava o negócio de fabricação de luvas da família no antigo convento em Bonnevoie. Em 1848, a família mudou-se para Paris, onde Lippmann foi inicialmente ensinado por sua mãe, Miriam Rose (Lévy), antes de frequentar o Lycée Napoléon (agora Lycée Henri-IV ). Dizia-se que ele era um aluno bastante desatento, mas atencioso, com um interesse especial por matemática. Em 1868, foi admitido na École normale supérieure em Paris, onde foi reprovado no exame da agrégation que o teria permitido entrar na profissão de professor, preferindo estudar física. Em 1872, o governo francês o enviou em uma missão para a Universidade de Heidelberg, onde ele foi capaz de se especializar em eletricidade com o incentivo de Gustav Kirchhoff, recebendo um doutorado com distinção "summa cum laude" em 1874. Lippmann então retornou a Paris em 1875, onde continuou a estudar até 1878, quando se tornou professor de física na Sorbonne .

Professor Lippmann no laboratório Sorbonne para pesquisa em física ( Bibliothèque de la Sorbonne , NuBIS)

Carreira

Lippmann fez várias contribuições importantes para vários ramos da física ao longo dos anos.

Eletrômetro de Lippmann (1872)

O eletrômetro capilar

Uma das primeiras descobertas de Lippmann foi a relação entre fenômenos elétricos e capilares que lhe permitiu desenvolver um eletrômetro capilar sensível, posteriormente conhecido como eletrômetro de Lippmann, que foi usado na primeira máquina de ECG . Em um artigo entregue à Sociedade Filosófica de Glasgow em 17 de janeiro de 1883, John G. M'Kendrick descreveu o aparelho da seguinte maneira:

O eletrômetro de Lippmann consiste em um tubo de vidro comum, de 1 metro de comprimento e 7 milímetros de diâmetro, aberto nas duas extremidades e mantido na posição vertical por um robusto suporte. A extremidade inferior é puxada para um ponto capilar, até que o diâmetro do capilar seja 0,005 de um milímetro. O tubo é preenchido com mercúrio, e o ponto capilar é imerso em ácido sulfúrico diluído (1 a 6 de água em volume), e no fundo do recipiente que contém o ácido há um pouco mais de mercúrio. Um fio de platina é colocado em conexão com o mercúrio em cada tubo e, finalmente, são feitos arranjos pelos quais o ponto capilar pode ser visto com um microscópio com uma ampliação de 250 diâmetros. Esse instrumento é muito sensível; e Lippmann afirma que é possível determinar uma diferença de potencial tão pequena quanto a de um 10.080º de Daniell . É, portanto, um meio muito delicado de observar e (como pode ser graduado por um método de compensação) de medir as forças eletromotrizes diminutas.

A tese de doutorado de Lippmann, apresentada à Sorbonne em 24 de julho de 1875, foi sobre eletrocapilaridade .

Piezoeletricidade

Em 1881, Lippmann previu o efeito piezoelétrico inverso .

Fotografia colorida

Uma fotografia colorida feita por Lippmann na década de 1890. Não contém pigmentos ou corantes de qualquer tipo.

Acima de tudo, Lippmann é lembrado como o inventor de um método de reprodução de cores pela fotografia, baseado no fenômeno da interferência , que lhe rendeu o Prêmio Nobel de Física de 1908.

Em 1886, o interesse de Lippmann voltou-se para um método de fixação das cores do espectro solar em uma chapa fotográfica . Em 2 de fevereiro de 1891, ele anunciou à Academia de Ciências: "Consegui obter a imagem do espectro com suas cores em uma chapa fotográfica em que a imagem permanece fixa e pode permanecer à luz do dia sem deterioração." Em abril de 1892, ele foi capaz de relatar que havia conseguido produzir imagens coloridas de um vitral, um grupo de bandeiras, uma tigela de laranjas encimada por uma papoula vermelha e um papagaio multicolorido. Ele apresentou sua teoria da fotografia colorida usando o método de interferência em dois artigos para a Academia, um em 1894 e o outro em 1906.

Uma onda estacionária. Os pontos vermelhos são os nós das ondas.

O fenômeno de interferência na óptica ocorre como resultado da propagação das ondas de luz . Quando a luz de um determinado comprimento de onda é refletida de volta sobre si mesma por um espelho, ondas estacionárias são geradas, assim como as ondulações resultantes de uma pedra jogada na água parada criam ondas estacionárias quando refletidas de volta por uma superfície como a parede de uma piscina. No caso da luz incoerente comum , as ondas estacionárias são distintas apenas dentro de um volume microscopicamente fino de espaço próximo à superfície refletora.

Lippmann aproveitou esse fenômeno ao projetar uma imagem em uma placa fotográfica especial , capaz de registrar detalhes menores que os comprimentos de onda da luz visível. A luz passou através da folha de vidro de suporte em uma emulsão fotográfica muito fina e quase transparente contendo grãos de haleto de prata submicroscopicamente pequenos . Um espelho temporário de mercúrio líquido em contato íntimo refletia a luz de volta através da emulsão, criando ondas estacionárias cujos nódulos tinham pouco efeito, enquanto seus antinodos criavam uma imagem latente . Após o desenvolvimento , o resultado foi uma estrutura de lâminas , camadas paralelas distintas compostas por grãos de prata metálicos submicroscópicos, que eram um registro permanente das ondas estacionárias. Em cada parte da imagem, o espaçamento das lâminas correspondia aos meios comprimentos de onda da luz fotografada.

A placa acabada foi iluminada pela frente em um ângulo quase perpendicular , usando a luz do dia ou outra fonte de luz branca contendo toda a gama de comprimentos de onda no espectro visível . Em cada ponto da placa, a luz de aproximadamente o mesmo comprimento de onda da luz que gerou as lâminas foi fortemente refletida de volta para o observador. A luz de outros comprimentos de onda que não foi absorvida ou espalhada pelos grãos de prata simplesmente passou pela emulsão, geralmente para ser absorvida por um revestimento anti-reflexo preto aplicado na parte de trás da placa após ter sido revelada. Os comprimentos de onda e, portanto, as cores da luz que formara a imagem original foram reconstituídos e uma imagem colorida foi vista.

Na prática, o processo Lippmann não era fácil de usar. Emulsões fotográficas de alta resolução de granulação extremamente fina são inerentemente muito menos sensíveis à luz do que as emulsões comuns, portanto, longos tempos de exposição foram necessários. Com uma lente de grande abertura e um assunto muito iluminado pelo sol, às vezes era possível uma exposição da câmera de menos de um minuto, mas as exposições medidas em minutos eram típicas. Cores espectrais puras reproduzidas de forma brilhante, mas as largas bandas mal definidas de comprimentos de onda refletidas por objetos do mundo real podem ser problemáticas. O processo não produzia impressões coloridas em papel e se provou impossível fazer uma boa duplicata de uma fotografia colorida de Lippmann repotografando-a, portanto, cada imagem era única. Um prisma de ângulo muito raso era geralmente cimentado na frente da placa acabada para desviar os reflexos de superfície indesejados, e isso tornava as placas de qualquer tamanho substancial impraticáveis. A iluminação e o arranjo de visualização necessários para ver as cores para melhor efeito impediam o uso casual. Embora as placas especiais e um porta-placas com um reservatório de mercúrio embutido estivessem disponíveis comercialmente por alguns anos, por volta de 1900, até mesmo usuários experientes consideraram evasivos os bons resultados consistentes e o processo nunca passou de uma curiosidade de laboratório cientificamente elegante. No entanto, estimulou o interesse no desenvolvimento posterior da fotografia colorida .

O processo de Lippmann prenunciou a holografia a laser , que também é baseada no registro de ondas estacionárias em um meio fotográfico. Os hologramas de reflexão de Denisyuk , freqüentemente chamados de hologramas de Lippmann-Bragg, têm estruturas laminares semelhantes que refletem preferencialmente certos comprimentos de onda. No caso de hologramas de cores de múltiplos comprimentos de onda deste tipo, as informações de cores são registradas e reproduzidas da mesma forma que no processo de Lippmann, exceto que a luz de laser altamente coerente que passa através do meio de gravação e refletida de volta do assunto gera o distinto necessário ondas estacionárias em um volume relativamente grande de espaço, eliminando a necessidade de reflexão para ocorrer imediatamente adjacente ao meio de gravação. Ao contrário da fotografia colorida de Lippmann, no entanto, os lasers, o assunto e o meio de gravação devem ser mantidos estáveis ​​a um quarto do comprimento de onda durante a exposição para que as ondas estacionárias sejam registradas de forma adequada ou de todo.

Fotografia integral

Em 1908, Lippmann introduziu o que ele chamou de "fotografia integral", na qual um conjunto plano de lentes pequenas e esféricas bem espaçadas é usado para fotografar uma cena, gravando imagens da cena como ela aparece em muitos locais horizontais e verticais ligeiramente diferentes. Quando as imagens resultantes são retificadas e visualizadas por meio de um conjunto semelhante de lentes, uma única imagem integrada, composta de pequenas porções de todas as imagens, é vista por cada olho. A posição do olho determina quais partes das pequenas imagens ele vê. O efeito é que a geometria visual da cena original é reconstruída, de modo que os limites da matriz parecem ser as bordas de uma janela através da qual a cena aparece em tamanho real e em três dimensões, exibindo de forma realista paralaxe e mudança de perspectiva com qualquer mudança na posição do observador. Este princípio de usar várias lentes ou aberturas de imagem para registrar o que mais tarde foi denominado um campo de luz é a base da evolução da tecnologia de câmeras de campo de luz e microscópios .

Quando Lippmann apresentou os fundamentos teóricos de sua "fotografia integral" em março de 1908, era impossível acompanhá-los com resultados concretos. Na época, faltavam os materiais necessários para produzir uma tela lenticular com as qualidades ópticas adequadas. Na década de 1920, ensaios promissores foram feitos por Eugène Estanave, usando lentes de vidro Stanhope , e por Louis Lumière , usando celulóide. A fotografia integral de Lippmann foi a base da pesquisa em 3D e imagens lenticulares animadas e também em processos lenticulares coloridos .

Medição de tempo

Em 1895, Lippmann desenvolveu um método de eliminação da equação pessoal nas medições do tempo, usando registro fotográfico, e estudou a erradicação das irregularidades dos relógios de pêndulo , inventando um método de comparar os tempos de oscilação de dois pêndulos de período quase igual.

O coelostat

Lippmann também inventou o coelostato , uma ferramenta astronômica que compensava a rotação da Terra e permitia que uma região do céu fosse fotografada sem movimento aparente.

Afiliações acadêmicas

Lippmann foi membro da Academia de Ciências de 8 de fevereiro de 1886 até sua morte, atuando como seu presidente em 1912. Além disso, ele foi membro estrangeiro da Royal Society of London , membro do Bureau des Longitudes e membro do Instituto Grão-Ducal de Luxemburgo. Ele se tornou membro da Société française de photographie em 1892 e seu presidente de 1896 a 1899. Lippmann foi um dos fundadores do Institut d'optique théorique et appliquée na França. Lippmann foi o presidente da Société Astronomique de France (SAF) , a sociedade astronômica francesa, de 1903 a 1904.

Honras

Na cidade de Luxemburgo, um Instituto de pesquisa científica fundamental recebeu o nome de Lippmann ( Centro de Recherche Público Gabriel Lippmann ), que se fundiu em 1 de janeiro de 2015 com outro grande centro de pesquisa para formar o novo Instituto de Ciência e Tecnologia de Luxemburgo (LIST).

Vida pessoal

Lippmann casou-se com a filha do romancista Victor Cherbuliez em 1888. Ele morreu em 13 de julho de 1921 a bordo do navio France, durante uma viagem do Canadá.

Veja também

Referências

Leitura adicional

links externos