Ernesto Abbe

Ernesto Abbe HonFRMS
Nacido	( 23 de enero de 1840 )23 de enero de 1840 Eisenach , Sajonia-Weimar-Eisenach
Fallecido	14 de enero de 1905 (14 de enero de 1905)(64 años) Jena , Imperio alemán
Nacionalidad	Alemán
Alma máter	Universidad de Göttingen Universidad de Jena
Conocido por	Refractómetro de Abbe Número de Abbe
Carrera científica
Campos	Física Ingeniería óptica
Instituciones	Universidad de Jena
Asesor de doctorado	Guillermo Eduard Weber Karl Snell
Estudiantes de doctorado	Enrique Friedrich Weber
Otros estudiantes notables	Gottlob Frege

Ernst Karl Abbe HonFRMS (23 de enero de 1840 - 14 de enero de 1905) fue un empresario, ingeniero óptico, físico y reformador social alemán. Junto con Otto Schott y Carl Zeiss , desarrolló numerosos instrumentos ópticos. También fue copropietario de Carl Zeiss AG , un fabricante alemán de microscopios científicos, telescopios astronómicos, planetarios y otros sistemas ópticos avanzados.

Abbe nació el 23 de enero de 1840 en Eisenach , Sajonia-Weimar-Eisenach , ^[1] hijo de Georg Adam Abbe y Elisabeth Christina Barchfeldt. ^[2] Procedía de un hogar humilde: su padre era capataz en una hilandería. Con el apoyo del empleador de su padre, Abbe pudo asistir a la escuela secundaria y obtener la calificación general para el ingreso a la universidad con calificaciones bastante buenas, en el Eisenach Gymnasium, del que se graduó en 1857. ^[3] Cuando dejó la escuela, su talento científico y su fuerte voluntad ya eran evidentes. Por lo tanto, a pesar de la difícil situación financiera de la familia, su padre decidió apoyar los estudios de Abbe en las universidades de Jena (1857-1859) y Göttingen (1859-1861). ^[1] Durante su época de estudiante, Abbe dio clases particulares para mejorar sus ingresos. El empleador de su padre continuó financiándolo. Abbe recibió su doctorado en Gotinga el 23 de marzo de 1861. ^[3] Mientras estaba en la escuela, recibió la influencia de Bernhard Riemann y Wilhelm Eduard Weber , quien también fue uno de los Siete de Gotinga . ^[4] Esto fue seguido por dos breves asignaciones en el observatorio de Gotinga y en Physikalischer Verein en Frankfurt (una asociación de ciudadanos interesados ​​​​en la física y la química que fue fundada por Johann Wolfgang von Goethe en 1824 y todavía existe hoy). ^[4] El 8 de agosto de 1863 se calificó como profesor universitario en la Universidad de Jena. En 1870, aceptó un contrato como profesor asociado de física experimental , mecánica y matemáticas en Jena. ^{[1] [5]} En 1871 se casó con Else Snell, hija del matemático y físico Karl Snell, uno de los profesores de Abbe, ^{[nb 1]} con quien tuvo dos hijas. ^[2] Alcanzó el estatus de profesor titular en 1879. ^[2] Se convirtió en director del observatorio astronómico y meteorológico de Jena en 1878. ^{[5] [nb 2]} En 1889, se convirtió en miembro de la Academia Bávara de Ciencias y Humanidades . También fue miembro de la Academia Sajona de Ciencias. Fue relevado de sus deberes docentes en la Universidad de Jena en 1891. Abbe murió el 14 de enero de 1905 en Jena. ^[1] Era ateo. ^[6]

En 1866, se convirtió en director de investigación en Zeiss Optical Works , y en 1868 inventó la lente apocromática , una lente de microscopio que elimina tanto la distorsión de color primaria como secundaria. ^[5] En 1870, Abbe inventó el condensador de Abbe , utilizado para la iluminación del microscopio. ^[5] En 1871, diseñó el primer refractómetro , que describió en un folleto publicado en 1874. ^{[2] [7]} Desarrolló las leyes de la imagen de objetos no luminosos en 1872. ^[2] Zeiss Optical Works comenzó a vender sus microscopios mejorados en 1872, en 1877 vendían microscopios con objetivo de inmersión homogéneo, y en 1886 se vendían sus microscopios con objetivo apocromático. ^[8] Creó el número de Abbe , una medida de la variación del índice de refracción de cualquier material transparente con la longitud de onda y el criterio de Abbe, que prueba la hipótesis de que existe una tendencia sistemática en un conjunto de observaciones (en términos de poder de resolución, este criterio estipula que una separación angular no puede ser menor que la relación entre la longitud de onda y el diámetro de la apertura, véase resolución angular ). ^[9] Ya profesor en Jena , fue contratado por Carl Zeiss para mejorar el proceso de fabricación de instrumentos ópticos, que en aquel entonces se basaba en gran medida en prueba y error.

Abbe fue el primero en definir el término apertura numérica ^[10], como el seno del semiángulo multiplicado por el índice de refracción del medio que llena el espacio entre el vidrio de cubierta y la lente frontal.

Muchos atribuyen a Abbe el descubrimiento del límite de resolución del microscopio y la fórmula (publicada en 1873)

${\displaystyle d={\frac {\lambda }{2NA}}}$

( Ecuación 1 )

Aunque en una publicación de 1874, ^[11] Helmholtz afirma que esta fórmula fue derivada por primera vez por Joseph Louis Lagrange , quien había muerto 61 años antes. Helmholtz quedó tan impresionado que le ofreció una cátedra en la Universidad de Berlín , que rechazó debido a sus vínculos con Zeiss. ^[4] Abbe estaba en el bando de los aperturistas de gran apertura, argumentando que la resolución microscópica está limitada en última instancia por la apertura de la óptica, pero también argumentó que dependiendo de la aplicación hay otros parámetros que deberían ponderarse sobre la apertura en el diseño de objetivos. En el artículo de Abbe de 1874, titulado "Una contribución a la teoría del microscopio y la naturaleza de la visión microscópica", ^[12] Abbe afirma que la resolución de un microscopio depende inversamente de su apertura, pero sin proponer una fórmula para el límite de resolución de un microscopio.

En 1876, Zeiss le ofreció a Abbe una asociación y comenzó a compartir las considerables ganancias. ^[4] Aunque las primeras derivaciones teóricas de la ecuación 1 fueron publicadas por otros, es justo decir que Abbe fue el primero en llegar a esta conclusión experimentalmente. En 1878, construyó el primer sistema de inmersión homogéneo para el microscopio. ^[2] Los objetivos que la colaboración Abbe Zeiss estaba produciendo eran de geometría de rayos ideal, lo que le permitió a Abbe descubrir que la apertura establece el límite superior de la resolución microscópica, no la curvatura y la colocación de las lentes. La primera publicación de Abbe de la ecuación 1 se produjo en 1882. ^[13] En esta publicación, Abbe afirma que tanto sus investigaciones teóricas como experimentales confirmaron la ecuación 1. El contemporáneo de Abbe, Henry Edward Fripp, traductor inglés de los artículos de Abbe y Helmholtz, pone sus contribuciones en pie de igualdad. También perfeccionó el método de interferencia de Fizeau , en 1884. ^[2] Abbe, Zeiss, el hijo de Zeiss, Roderich Zeiss, y Otto Schott formaron, en 1884, la Jenaer Glaswerk Schott & Genossen . Esta empresa, que con el tiempo se fusionaría en esencia con Zeiss Optical Works, fue responsable de la investigación y producción de 44 tipos iniciales de vidrio óptico. ^[8] Trabajando con telescopios , construyó un sistema de inversión de imagen en 1895. ^[2]

Para producir objetivos de alta calidad, Abbe hizo contribuciones significativas al diagnóstico y corrección de aberraciones ópticas , tanto aberración esférica como aberración de coma , que se requiere para que un objetivo alcance el límite de resolución de la ecuación 1. Además de la aberración esférica, Abbe descubrió que los rayos en los sistemas ópticos deben tener un aumento angular constante sobre su distribución angular para producir un punto limitado por difracción, un principio conocido como la condición sinusoidal de Abbe . ^[10] Los cálculos y logros de Abbe fueron tan monumentales y avanzados que Frits Zernike basó su trabajo de contraste de fase en ellos, por el que fue galardonado con el Premio Nobel en 1953, y Hans Busch los utilizó para trabajar en el desarrollo del microscopio electrónico . ^[4]

Durante su asociación con la fábrica de microscopios de Carl Zeiss , no sólo estuvo a la vanguardia del campo de la óptica, sino también de la reforma laboral. Fundó el periódico socialdemócrata Jenaische Zeitung en 1890 ^[14] y en 1900, introdujo la jornada laboral de ocho horas , en recuerdo de la jornada laboral de 14 horas de su propio padre. ^[8] Además, creó un fondo de pensiones y un fondo de compensación por despido. ^[2] En 1889, Ernst Abbe creó y dotó la Fundación Carl Zeiss para la investigación en ciencia. ^[2] El objetivo de la fundación era "asegurar el futuro económico, científico y tecnológico y de esta manera mejorar la seguridad laboral de sus empleados". ^[8] Hizo hincapié en que el éxito de un empleado se basaba únicamente en su capacidad y rendimiento, no en su origen, religión o opiniones políticas. ^[8] En 1896, reorganizó la fábrica óptica de Zeiss en una cooperativa con participación en los beneficios. ^[5] Sus puntos de vista sociales fueron tan respetados que fueron utilizados por el Estado prusiano como modelo e idealizados por Alfred Weber en el libro de 1947 Schriften der Heidelberger Aktionsgruppe zur Demokratie und Zum Freien Sozialismus ( Escritos del Grupo de Acción de Heidelberg sobre Democracia y Socialismo Libre ). ^[15]

El cráter Abbe en la Luna recibió su nombre en su honor. ^[16]

Abbe fue un pionero en óptica, diseño de lentes y microscopía, y una autoridad en su época. Nos dejó numerosas publicaciones de sus hallazgos, inventos y descubrimientos. A continuación se incluye una lista de las publicaciones de las que fue autor, incluidos muchos enlaces a las páginas escaneadas de Google Books.

• Abbe, Ernst (1874). "Neue Apparate zur Bestimmung des Brechungs und Zerstreuungsvermögens fester und flüssiger Körper" [Nuevo equipo para determinar las propiedades de refracción y dispersión de sólidos y líquidos]. Jenaische Zeitschrift für Naturwissenschaft (en alemán). 8 . Jena, Alemania: Mauke's Verlag: 96-174.
• Abbe, Ernst (1876). Lawson, Henry (ed.). "Una contribución a la teoría del microscopio y la naturaleza de la visión microscópica". Actas de la Sociedad de Naturalistas de Bristol . 1 . Traducido por Fripp, HE Londres, Reino Unido: Williams & Northgate: 200–261.
• Abbe, Ernst (1881). Crisp, Frank (ed.). "Sobre la estimación de la apertura en el microscopio". Journal of the Royal Microscopical Society . 1 (3). Londres, Reino Unido: Williams & Norgate: 388–423. doi : 10.1111/j.1365-2818.1881.tb05909.x .
• Abbe, Ernst (1883). Crisp, Frank (ed.). "La relación entre apertura y potencia en el microscopio (continuación)". Journal of the Royal Microscopical Society . 2. 3 (1). Londres, Reino Unido: Williams & Norgate: 790–812. doi :10.1111/j.1365-2818.1883.tb05956.x.
• Blasio, Ewald (1953). "Abbe, Ernst Carl". Neue Deutsche Biographie (en alemán). Berlín, Alemania: Duncker & Humblot. LCCN  54001573.
• Debus, Allen G.; Calinger, Ronald S.; Collins, Edward J.; Kennedy, Stephen J., eds. (1968). "Abbe, Ernst Karl" . Quién es quién en la ciencia en el mundo: un diccionario biográfico de científicos notables desde la antigüedad hasta el presente . Chicago, IL: AN Marquis Company. ISBN 978-0-8379-1001-7. Número de LCCN  68056149.
• Günther, Norbert (1970). "Abbe, Ernst". En Gillispie, Charles Coulston (ed.). Dictionary of Scientific Biography . Vol. I: Pierre Abailard – LS Berg. Nueva York, NY: Charles Scribner's Sons. págs. 6–9. ISBN 978-0-684-10112-5. Número de LCCN  69018090.
• Helmholtz, Hermann; Fripp, Henry Edward (julio de 1876). "Sobre los límites de la capacidad óptica del microscopio". The Monthly Microscopical Journal . 16 (1): 15–39. doi :10.1111/j.1365-2818.1876.tb05606.x.
• Hoiberg, Dale H., ed. (2010). "Abbe, Ernst" . Encyclopædia Britannica . Vol. I: A-Ak – Bayes (15.ª ed.). Chicago, IL: Encyclopædia Britannica, Inc. ISBN 978-1-59339-837-8. Número de serie LCCN  2008934270.
• Comité Conjunto de Ingenieros Civiles; Congreso Estadounidense de Topografía y Cartografía y Sociedad Estadounidense de Fotogrametría y Teledetección (1994). Glosario de las Ciencias de la Cartografía . Nueva York, NY: Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles. ISBN 978-0-7844-0050-0. Número de LCCN  94030078.
• Pfeiffer, Wolfgang (1991). "Carl-Zeiss-Stiftung". En Hast, Adele; Pascal, Diane B.; Berney, Kate; Barbour, Philippe A.; Griffin, Jessica (eds.). Directorio internacional de historias de empresas . Vol. III: Productos de salud y cuidado personal – Materiales. Chicago, IL: St James Press. págs. 445–447. ISBN 978-1-55862-059-9. Número de LCCN  : 89190943.

• Sella, Andrea (noviembre de 2008). «Abbé's refractometer». Royal Society of Chemistry . Chemistry World. pág. 67. Archivado desde el original el 24 de septiembre de 2015. Consultado el 6 de mayo de 2015 .
• Volkmann, Harald. "Ernst Abbe y su obra". Óptica aplicada 5.11 (1966): 1720-1731.

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• Contribuciones de Abbe
• Paselk, Richard A. «La evolución del refractómetro de Abbe». Archivado desde el original el 29 de noviembre de 2021. Consultado el 11 de mayo de 2008 .
• Principios básicos de los refractómetros (y polarímetros)
• O'Connor, John J.; Robertson, Edmund F. , "Ernst Abbe", Archivo de Historia de las Matemáticas MacTutor , Universidad de St Andrews
• Ernst Abbe en el Proyecto de Genealogía Matemática
• Biografía de Molecular Expressions
• Obras de Ernst Abbe en el Proyecto Gutenberg
• Obras de o sobre Ernst Abbe en Internet Archive
• Refractómetro Abbe de Carl Zeiss fabricado en 1904
• Recortes de prensa sobre Ernst Abbe en el Archivo de Prensa del Siglo XX de la ZBW