Тёмные линии солнечного спектра

1814/1817 Свет и небо наблюдение

Поделиться

Множество тонких тёмных линий на светлом фоне солнечного спектра. Полученные из них неподвижные реперы превратили спектр из расплывчатой краски в шкалу.

Линии заметил в 1814 году немецкий оптик Йозеф Фраунгофер, когда искал однородный свет для точного измерения дисперсии оптических стёкол в объективах ахроматических телескопов. Самые заметные он обозначил буквами от A до I, нанёс на карту около 574 линий и превратил их в опорные точки, по которым показатель преломления стекла можно измерять для строго определённого цвета. В 1821 году Фраунгофер построил решётку из 260 параллельных проволок, позже нарезал алмазом до 3200 штрихов на парижский дюйм и впервые измерил длины волн отдельных линий.

Природу самих линий Фраунгофер не объяснил; это сделали немцы Густав Кирхгоф и Роберт Бунзен в 1859-1860 годах, и тогда линии стали способом узнавать состав Солнца и звёзд.

Почему такая дата

точная: наблюдение 1814 года при измерении показателей преломления оптических стёкол (DSB, Дженкинс); публикация «Bestimmung des Brechungs- und Farbenzerstreuungs-Vermögens verschiedener Glasarten, in Bezug auf die Vervollkommnung achromatischer Fernröhre», Denkschriften der Königlichen Akademie der Wissenschaften zu München 5, 193-226; том относится к 1814-1815 годам, но вышел в 1817 (Teichmann, Stinner 2013). Для оси взят 1814 как год первого зафиксированного наблюдения. Дифракционная решётка из 260 проволок и работы по дифракции: Denkschriften 8 (1821) и 1823. Несколько тёмных линий видел раньше Уильям Волластон (1802); Фраунгофер нашёл их независимо, измерил и картировал.

Из чего выросло

• Прозрачное выдувное стекло

  нужно для · Уверенность: средняя

  Тёмные линии найдены не в астрономии, а в стекольном деле: Фраунгофер искал способ точно измерять преломление и дисперсию сортов оптического стекла для ахроматических объективов, и спектр Солнца, полученный через призму из такого стекла, оказался пересечён линиями, которые он и превратил в реперы измерения.

  Спор: Прямого утверждения этой связи у историков найти не удалось: преемственность идёт по материалу и по ремеслу, от римского прозрачного выдувного стекла к оптическому стеклу мастерских начала XIX века. Отдельная оговорка к расхожему «Фраунгофер сам варил стекло»: по контракту 1809 года он был направлен учиться секретам варки у Пьера Луи Гинана и в 1809-1813 годах вместе с ним улучшал однородность оптического стекла, но по описанию заводского архива в Бенедиктбойерне он отвечал за всю дальнейшую обработку, а не за саму варку; варку он взял на себя позже.

  Источники связи

  • Jenkins R. V. «Fraunhofer, Joseph», Dictionary of Scientific Biography (via Encyclopedia.com) Сверено 20.09.2026

    In order to determine precisely the optical constants of glass, Fraunhofer in 1814 used the two bright yellow lines in flame spectra as a source of monochromatic light.

  • Jenkins R. V., там же (цель измерений: дисперсия и показатель преломления сортов стекла) Сверено 20.09.2026

    Fraunhofer also sought to determine, with significantly greater precision than before, the dispersion and refractive index for different kinds of optical glass.

  • Jenkins R. V., там же (совместная с Гинаном работа над однородностью стекла) Сверено 20.09.2026

    Guinand and Fraunhofer, working together from 1809 to 1813, further improved the homogeneity of optical glass and increased the size of the striae-free blanks.

  • Teichmann J., Stinner A. «From William Hyde Wollaston to Alexander von Humboldt: Star Spectra and Celestial Landscape», Annals of Science (2013) Сверено 20.09.2026

    Fraunhofer's interest lay in the construction of better achromatic refractor objectives.

  • Jahn W., Fraunhofer-Gesellschaft, «Fraunhofer in Benediktbeuern: Glassworks and Workshop» Сверено 20.09.2026

    Fraunhofer was now responsible for the entire downstream processing, apart from the glass melting process.

  «Сверено» значит, что в этот день цитата была найдена по указанному адресу дословно. Отсутствие даты значит, что мы пока не смогли открыть источник, а не что цитата неверна.

Что из него выросло

• Спектральный анализ

  нужно для · Уверенность: высокая

  Спектральный анализ вырос прямо из объяснения линий Фраунгофера: Кирхгоф показал, что тёмные D-линии Солнца стоят там же, где жёлтые линии натриевого пламени, и возникают от поглощения, а его первое сообщение 1859 года так и называлось «О фраунгоферовых линиях».

  Источники связи

  • Rosenfeld L. «Kirchhoff, Gustav Robert», Dictionary of Scientific Biography (Encyclopedia.com) (1973) Сверено 20.09.2026

    It had long been known that the dark D lines, noticed in the solar spectrum by Fraunhofer (1814), coincided with the yellow lines emitted by flames containing sodium.

  • Rosenfeld L. «Kirchhoff, Gustav Robert», Dictionary of Scientific Biography (искусственное получение D-линий) (1973) Сверено 20.09.2026

    In particular, the interposition of a sodium flame of low temperature is sufficient to produce artificially the dark D lines in the spectrum of an intense light source which did not show them originally.

  • Кирхгоф Г., цит. по: «Kirchhoff, Gustav Robert», Encyclopedia of World Biography (Gale, via Encyclopedia.com; без подписи) (1859) Сверено 20.09.2026

    the dark lines [Fraunhofer lines] of the solar spectrum which are not caused by the terrestrial atmosphere, arise from the presence in the glowing solar atmosphere of those substances which in a flame produce bright lines in the same position.

  • Britannica, «Spectroscopy: Historical survey» (2024) Сверено 20.09.2026

    Joseph von Fraunhofer, repeating more carefully an earlier experiment by a British scientist, William Wollaston, had shown in 1814 that the spectrum of the Sun's electromagnetic radiation does not grade smoothly from one colour to the next but has many dark lines, indicating that light is missing at certain wavelengths because of absorption.

  • Jenkins R. V. «Fraunhofer, Joseph», Dictionary of Scientific Biography (via Encyclopedia.com) (Фраунгофер заметил совпадение части линий с линиями пламени, но природы их не объяснил) Сверено 20.09.2026

    Somewhat later he noted that some of these lines appeared to correspond to the bright doublet of lines in many flame spectra; yet he noted further that while the pattern observed for the sun and planets appeared identical, the patterns for the sun, Sirius, and other bright stars differed from one another.

  «Сверено» значит, что в этот день цитата была найдена по указанному адресу дословно. Отсутствие даты значит, что мы пока не смогли открыть источник, а не что цитата неверна.

  Дальнейшее чтение

  Не свидетельства: цитаты не несут и написанного не подтверждают. Это книги и сканы, куда идти дальше.

  • Kirchhoff G. «Ueber die Fraunhofer'schen Linien», Monatsberichte der Berliner Akademie 1859, перепечатано в Annalen der Physik 185 (1860) (1859)

Источники узла

• Jenkins R. V. «Fraunhofer, Joseph», Dictionary of Scientific Biography (via Encyclopedia.com) Сверено 20.09.2026

  In order to determine precisely the optical constants of glass, Fraunhofer in 1814 used the two bright yellow lines in flame spectra as a source of monochromatic light.

• Jenkins R. V., там же (открытие тёмных линий в солнечном спектре) Сверено 20.09.2026

  While conducting these tests, he observed the effect of the refracting medium on light, comparing the effect of light from flames with light from the sun, and found that the solar spectrum was crossed with many fine dark lines.

• Jenkins R. V., там же (обозначения A-I и 574 линии) Сверено 20.09.2026, цитата собрана из фрагментов

  Designating the more distinct lines with capital letters (A,B,C,D,...,I), he mapped many of the 574 lines that he observed between B on the red end and H on the violet end of the spectrum.

• Jenkins R. V., там же (решётка из 260 проволок и штрихи алмазом) Сверено 20.09.2026

  Extending his observations to diffraction resulting from a large number of slits, he constructed a grating with 260 parallel wires.

• Jenkins R. V., там же (совпадение части линий с яркими линиями пламени) Сверено 20.09.2026

  Somewhat later he noted that some of these lines appeared to correspond to the bright doublet of lines in many flame spectra; yet he noted further that while the pattern observed for the sun and planets appeared identical, the patterns for the sun, Sirius, and other bright stars differed from one another.

• Teichmann J., Stinner A. «From William Hyde Wollaston to Alexander von Humboldt: Star Spectra and Celestial Landscape», Annals of Science (DOI 10.1080/00033790.2012.739709) (2013) Сверено 20.09.2026

  Fraunhofer's interest lay in the construction of better achromatic refractor objectives.

• Jahn W., Fraunhofer-Gesellschaft, «Fraunhofer in Benediktbeuern: Glassworks and Workshop» (о 574 линиях и записке в Академию) Сверено 20.09.2026

  He counted 574 lines of various thicknesses, which he drew and annexed to his Academy essay.

• High Altitude Observatory (UCAR), «Joseph von Fraunhofer (1787-1826)» Сверено 20.09.2026

  In 1821 Fraunhofer built the first diffraction grating, comprised of 260 close parallel wires.

• Britannica, «Spectroscopy: Historical survey» (о Волластоне и о наблюдении 1814 года) (2024) Сверено 20.09.2026

  Joseph von Fraunhofer, repeating more carefully an earlier experiment by a British scientist, William Wollaston, had shown in 1814 that the spectrum of the Sun's electromagnetic radiation does not grade smoothly from one colour to the next but has many dark lines, indicating that light is missing at certain wavelengths because of absorption.

«Сверено» значит, что в этот день цитата была найдена по указанному адресу дословно. Отсутствие даты значит, что мы пока не смогли открыть источник, а не что цитата неверна. «Собрана из фрагментов» значит, что на странице эти слова стоят не рядом: мы нашли каждый фрагмент по отдельности и соединили их многоточием.

Дальнейшее чтение

Не свидетельства: цитаты не несут и написанного не подтверждают. Это книги и сканы, куда идти дальше.

• Fraunhofer J. «Bestimmung des Brechungs- und Farbenzerstreuungs-Vermögens verschiedener Glasarten, in Bezug auf die Vervollkommnung achromatischer Fernröhre», Denkschriften der Bayerischen Akademie der Wissenschaften 5, 193-226 (библиографическая ссылка по Teichmann, Stinner 2013) (1817)
• Britannica, «Joseph von Fraunhofer» (2024)

Открыть этот узел на карте · Wikidata: Q311552