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ヨーゼフ・リッター・フォン・フラウンホーファー（/ˈfraʊnˌhoʊfər / 、ドイツ語: [ ˈfraʊnˌhoːfɐ ]、 1787年3月6日- 1826年6月7日[ 1 ] ）は、ドイツの物理学者であり、光学レンズ製造業者でした。彼は光学ガラス、アクロマート望遠鏡、対物レンズを製造しました。彼は回折格子を開発し、分光器も発明しました。1814年、彼は太陽のスペクトルにある、現在フラウンホーファー線として知られる暗い吸収線を発見し、研究しました。[ 2 ]
ドイツの研究機関であるフラウンホーファー協会は、ヨーロッパ最大の応用研究推進協会であり、彼の名にちなんで名付けられました。フラウンホーファー線は、天体の組成を決定するために天文学で使用されます。彼の墓碑銘には、ラテン語で「彼は星々を近づけた」という意味のAproximavit sideraと刻まれています。 [ 3 ]
ヨーゼフ・フラウンホーファーは、バイエルン選帝侯領シュトラウビングで、フランツ・クサヴァー・フラウンホーファーとマリア・アンナ・フローリッヒの11番目の子供として、ローマ・カトリック教徒の家庭に生まれた[ 4 ] 。 [ 5 ]彼の父と父方の祖父ヨハン・ミヒャエルは、シュトラウビングでガラス職人の親方だった。フローリッヒ家もまた、16世紀に遡るガラス職人の家系だった。彼は11歳で孤児となり、フィリップ・アントン・ヴァイヒェルスベルガーという厳しいガラス職人の弟子として働き始めた[ 6 ] [ 7 ] 。
1801年、彼が働いていた工房が倒壊し、彼は瓦礫の下敷きになった。救出作戦は選帝侯マクシミリアン・ヨーゼフが指揮した。選帝侯はフラウンホーファーの人生に関わり、彼に本を与え、雇用主に若いフラウンホーファーが勉強する時間を与えるよう強要した。[ 6 ] [ 7 ]
枢密顧問官のヨーゼフ・ウッツシュナイダーも災害現場に居合わせ、フラウンホーファーの恩人となった。救出された際に王子から贈られた資金とウッツシュナイダーからの支援により、フラウンホーファーは実務訓練と並行して学業を続けることができた。[ 8 ] 1806年、ウッツシュナイダーとゲオルク・フォン・ライヒェンバッハは、ガラス製造に専念する世俗化されたベネディクト会修道院であるベネディクトボイエルンの研究所にフラウンホーファーを迎え入れた。そこで彼は、優れた光学ガラスの製造方法を発見し、光分散を測定するための精密な方法を発明した。[ 7 ]
フラウンホーファーは研究所でスイスのガラス技術者ピエール＝ルイ・ギナン（de）と出会い、ギナンはウッツシュナイダーの依頼でフラウンホーファーにガラス製造を指導した。[ 9 ] 1809年までに光学研究所の機械部門は主にフラウンホーファーの指揮下に入り、フラウンホーファーはその年に会社のメンバーの一人となった。[ 10 ]
1814年、ギナントはライヒェンバッハと共に会社を去った。ギナントは後にフラウンホーファーと共に会社のパートナーとなり[ 9 ]、社名はウッツシュナイダー・ウント・フラウンホーファーに変更された。1818年、フラウンホーファーは光学研究所の所長に就任した。フラウンホーファーが開発した優れた光学機器のおかげで、バイエルンは光学産業の中心地としてイギリスを追い抜いた。マイケル・ファラデーのような人物でさえ、フラウンホーファーに匹敵するガラスを製造することはできなかった[ 6 ] [ 7 ] 。
輝かしい経歴を持つ彼は、 1822年にエアランゲン大学から名誉博士号を授与された。1824年、フラウンホーファーはマクシミリアン1世によってバイエルン王冠功労勲章の騎士に叙せられ、これにより貴族（「Ritter von」、すなわち騎士の称号）の地位に昇格した。同年、彼はミュンヘン市の名誉市民にも選ばれた。
同時代の多くのガラス職人と同じように、彼も重金属の蒸気に中毒し、早すぎる死を迎えた。フラウンホーファーは1826年に39歳で亡くなった。彼の最も貴重なガラス製造のレシピは、彼と共に墓場まで持っていかれたと考えられている。[ 6 ]
フラウンホーファーの生きた時代において、実用的な光学で最も困難な作業の1つは、大型の対物レンズの球面を正確に研磨することであった。フラウンホーファーは、従来の研削よりも正確に表面を研磨できる機械を発明した。彼はまた、他の研削・研磨機も発明し、光学機器に使用されるさまざまな種類のガラスの製造に多くの改良を加えた。彼は、それらのガラスには常にさまざまな欠陥や不規則性があることを発見していた。[ 10 ]
1811年、彼は新しいタイプの炉を建造し、2回目の溶解セッションで大量のガラスを溶解した際に、フリントガラスを製造できることを発見した。フリントガラスは、約100キログラム（224ポンド）のガラスが入った容器の底から採取すると、表面から採取したガラスと同じ屈折力を持っていた。彼は、イギリスのクラウンガラスとドイツのテーブルガラスの両方に、不規則な屈折を引き起こす傾向のある欠陥が含まれていることを発見した。より厚く大きなガラスでは、そのような欠陥がさらに多くなり、大型望遠鏡ではこの種のガラスは対物レンズには適さないだろう。そこでフラウンホーファーは独自のクラウンガラスを製造した。[ 10 ]
特定の媒質が光線を屈折させ、光線に含まれるさまざまな色を分離する能力を正確に決定することは、スペクトルの色の間に明確な境界がないため、屈折角を正確に測定することが困難であると考えられていた。この制限に対処するため、フラウンホーファーは人工的に均質な光を生成する目的で一連の実験を行ったが、対象に直接作用することができなかったため、ランプとプリズムを使用してこれを行った。[ 10 ]
1814年までに、フラウンホーファーは現代の分光器を発明した。[ 11 ]実験の過程で、彼は火の光によって生成されるスペクトルのオレンジ色の部分に現れる明るい固定線を発見した。この線のおかげで、彼は後にさまざまな物質の絶対屈折力を決定することができた。太陽スペクトルに火の光のオレンジ色によって生成される線と同じ明るいオレンジ色の線が含まれているかどうかを確かめる実験により、彼は太陽スペクトルに574本の暗い固定線を発見した。今日では、このような固定吸収線が何百万本も知られている。[ 10 ] [ 12 ]
調査を続ける中で、フラウンホーファーはいくつかの明るい星のスペクトルにも暗線が現れていることを発見したが、その配置はわずかに異なっていた。彼は、これらの線が光が地球の大気を通過する際に生成される可能性を否定した。もしそうであれば、それらは異なる配置で現れることはないはずだからである。彼は、これらの線は星や太陽の性質に由来し、光源がどれだけ遠くにあるかに関わらず、光源に関する情報を持っていると結論付けた。[ 2 ]彼はシリウスや他の1等星 のスペクトルが太陽や他の星のスペクトルと異なっていることを発見し、こうして恒星分光法の基礎を築いた。[ 13 ]
これらの暗い固定線は、1859年にキルヒホフとブンゼンによって説明されたように、ほとんどが原子吸収線であることが後に示され[ 14 ] 、残りは地球の大気中の酸素分子による吸収に由来する地電流線であることが特定されました。これらの線は、彼の功績を称えて今でもフラウンホーファー線と呼ばれています。彼の発見は、 1802年にウォラストンによって以前に指摘された太陽スペクトルの6つの明らかな区分をはるかに超えるものでした[ 15 ]。
フラウンホーファーは、ジェームズ・グレゴリーが回折格子の現象を発見し、アメリカの天文学者デイビッド・リッテンハウスが1785年に最初の人工回折格子を発明した後、1821年に回折格子を開発しました。 [ 16 ] [ 17 ]フラウンホーファーは、回折格子を使用して線スペクトルを取得した最初の人物であり、回折格子を使用してスペクトル線の波長を測定した最初の人物でもあります。
しかし、最終的には、彼の主な情熱は依然として実用的な光学にありました。彼はかつて、「私のすべての実験において、時間の不足のため、実用的な光学に関係があると思われる事柄にのみ注意を払うことができました」と書いています。[ 18 ]
フラウンホーファーは、自身の会社のためにさまざまな光学機器を製作した。[ 9 ]これらには、1814 年に完成したナポリ天文台用の 7 インチ赤道儀望遠鏡、シュトルーヴェが使用したフラウンホーファー ドルパット屈折望遠鏡 (1824 年にドルパット天文台に納入)、およびベッセルヘリオメーター(死後に納入) があり、これらはどちらも恒星視差のデータ収集に使用された。同社の後継会社であるメルツ ウント マーラーは、ニュー ベルリン天文台用の望遠鏡を製作し、主要惑星である海王星の存在を確認した。フラウンホーファーが製作した最後の望遠鏡対物レンズは、おそらくエジンバラ市天文台の通過望遠鏡用に供給されたもので、[ 19 ]望遠鏡自体はフラウンホーファーの死後、ハンブルクのレプソルドによって完成された。
第97巻、第6号、339-347ページ。