Gabriel Lipman

Físico franco-luxemburgués (1845-1921)

Gabriel Lipman
Lippmann en 1908
Nacido
Jonás Ferdinand Gabriel Lippmann

( 16 de agosto de 1845 )16 de agosto de 1845
Bonnevoie , Luxemburgo (ahora parte de la ciudad de Luxemburgo )
Fallecido12 de julio de 1921 (12 de julio de 1921)(75 años)
Alma máterEscuela normal superior
de la Universidad de Heidelberg
Conocido por
Premios
Carrera científica
CamposFísica
InstitucionesUniversidad de la Sorbona
Asesor de doctoradoGustav Kirchhoff
Otros asesores académicosHermann von Helmholtz [1]
Estudiantes de doctoradoMarie Curie
Constantin Miculescu
Firma

Jonas Ferdinand Gabriel Lippmann ForMemRS (16 de agosto de 1845 - 12 de julio de 1921) fue un físico , inventor y premio Nobel de Física luxemburgués-francés por su método de reproducción fotográfica de colores basado en el fenómeno de la interferencia . [2]

Vida temprana y educación

Gabriel Lippmann nació en Bonnevoie , Luxemburgo (en luxemburgués: Bouneweg), el 16 de agosto de 1845. [3] En ese momento, Bonnevoie formaba parte de la comuna de Hollerich (en luxemburgués: Hollerech), que a menudo se menciona como su lugar de nacimiento. (Ambos lugares, Bonnevoie y Hollerich, son ahora distritos de la ciudad de Luxemburgo). Su padre, Isaïe, un judío francés nacido en Ennery cerca de Metz , administraba el negocio familiar de fabricación de guantes en el antiguo convento de Bonnevoie. En 1848, la familia se mudó a París , donde Lippmann fue inicialmente tutorizado por su madre, Miriam Rose (Lévy), antes de asistir al Lycée Napoléon (ahora Lycée Henri-IV ). [4] Se decía que había sido un alumno bastante desatento pero reflexivo con un interés especial en las matemáticas. En 1868, fue admitido en la Escuela Normal Superior de París, donde no aprobó el examen de agregación que le habría permitido ingresar a la profesión docente, prefiriendo en cambio estudiar física. En 1872, el gobierno francés lo envió en misión a la Universidad de Heidelberg , donde pudo especializarse en electricidad con el estímulo de Gustav Kirchhoff, recibiendo un doctorado con distinción "summa cum laude" en 1874. [5] Lippmann luego regresó a París en 1875, donde continuó estudiando hasta 1878, cuando se convirtió en profesor de física en la Sorbona . [6] [7] [8] En la Sorbona enseñaba acústica y óptica. [9]

El profesor Lippmann en el laboratorio de investigación en física de la Sorbona ( Bibliothèque de la Sorbonne , NuBIS)

Carrera

Lippmann hizo varias contribuciones importantes a diversas ramas de la física a lo largo de los años.

El electrómetro de Lippmann (1872)

El electrómetro capilar

Uno de los primeros descubrimientos de Lippmann fue la relación entre los fenómenos eléctricos y capilares, lo que le permitió desarrollar un electrómetro capilar sensible, conocido posteriormente como electrómetro de Lippmann , que se utilizó en el primer electrocardiógrafo . En un artículo presentado en la Sociedad Filosófica de Glasgow el 17 de enero de 1883, John G. M'Kendrick describió el aparato de la siguiente manera:

El electrómetro de Lippmann consiste en un tubo de vidrio ordinario, de un metro de largo y siete milímetros de diámetro, abierto por ambos extremos y mantenido en posición vertical mediante un soporte resistente. El extremo inferior se introduce en una punta capilar, hasta que el diámetro de la misma sea de 0,005 de milímetro. El tubo se llena de mercurio y la punta capilar se sumerge en ácido sulfúrico diluido (1 a 6 de agua en volumen), y en el fondo del recipiente que contiene el ácido hay un poco más de mercurio. Se conecta un alambre de platino con el mercurio en cada tubo y, finalmente, se hacen los arreglos necesarios para que la punta capilar pueda verse con un microscopio que aumente 250 diámetros. Un instrumento de este tipo es muy sensible; y Lippmann afirma que es posible determinar una diferencia de potencial tan pequeña como la de una 10.080ava parte de un Daniell . Es, por tanto, un medio muy delicado de observar y (ya que puede graduarse mediante un método de compensación) de medir fuerzas electromotrices diminutas. [10] [11]

La tesis doctoral de Lippmann, presentada en la Sorbona el 24 de julio de 1875, trataba sobre la electrocapilaridad . [12]

Piezoelectricidad

En 1881, Lippmann predijo el efecto piezoeléctrico inverso . [13]

Fotografía en color

Una fotografía en color realizada por Lippmann en la década de 1890. No contiene pigmentos ni colorantes de ningún tipo.

A Lippmann se le recuerda sobre todo como el inventor de un método para reproducir colores mediante fotografía, basado en el fenómeno de interferencia , que le valió el Premio Nobel de Física en 1908. [7]

En 1886, el interés de Lippmann se centró en un método para fijar los colores del espectro solar en una placa fotográfica . El 2 de febrero de 1891, anunció a la Academia de Ciencias: "He logrado obtener la imagen del espectro con sus colores en una placa fotográfica, por lo que la imagen permanece fija y puede permanecer a la luz del día sin deteriorarse". [3] En abril de 1892, pudo informar que había logrado producir imágenes en color de una vidriera, un grupo de banderas, un cuenco de naranjas coronado por una amapola roja y un loro multicolor. Presentó su teoría de la fotografía en color utilizando el método de interferencia en dos artículos a la Academia, uno en 1894, el otro en 1906. [5]

Una onda estacionaria. Los puntos rojos son los nodos de la onda.

El fenómeno de interferencia en óptica se produce como resultado de la propagación ondulatoria de la luz . Cuando la luz de una determinada longitud de onda se refleja sobre sí misma en un espejo, se generan ondas estacionarias , de forma similar a las ondas resultantes de una piedra arrojada al agua en calma que crean ondas estacionarias cuando se reflejan en una superficie como la pared de una piscina. En el caso de la luz incoherente ordinaria , las ondas estacionarias se distinguen solo dentro de un volumen microscópicamente delgado de espacio junto a la superficie reflectante.

Lippmann aprovechó este fenómeno proyectando una imagen sobre una placa fotográfica especial capaz de registrar detalles más pequeños que las longitudes de onda de la luz visible. La luz pasaba a través de la lámina de vidrio que la soportaba hasta una emulsión fotográfica muy fina y casi transparente que contenía granos de haluro de plata submicroscópicos . Un espejo temporal de mercurio líquido en íntimo contacto con la emulsión reflejaba la luz a través de él, creando ondas estacionarias cuyos nodos tenían poco efecto mientras que sus antinodos creaban una imagen latente . Después del revelado , el resultado era una estructura de láminas , un patrón de franjas muy fino en capas paralelas distintas compuestas de granos de plata metálica submicroscópicos, que era un registro permanente de las ondas estacionarias. A lo largo de la emulsión, el espaciamiento de las láminas correspondía a las medias longitudes de onda de la luz fotografiada; λ/(2n), donde λ es la longitud de onda de la luz en el aire y n es el índice de refracción de la emulsión. De este modo, la información de color se almacenaba localmente. Cuanto mayor era la separación entre las franjas, mayor era la longitud de onda registrada a partir del color de la imagen, siendo el rojo la más larga. [9]

La placa terminada se iluminó desde el frente en un ángulo casi perpendicular , utilizando luz diurna u otra fuente de luz blanca que contuviera toda la gama de longitudes de onda del espectro visible . En cada punto de la placa, la luz de aproximadamente la misma longitud de onda que la luz que había generado las láminas se reflejaba intensamente hacia el observador. La luz de otras longitudes de onda que no era absorbida ni dispersada por los granos de plata simplemente pasaba a través de la emulsión, generalmente para ser absorbida por un revestimiento antirreflejos negro aplicado a la parte posterior de la placa después de que se había revelado. Las longitudes de onda, y por lo tanto los colores, de la luz que había formado la imagen original se reconstituían de este modo y se veía una imagen a todo color. [14] [15] [16]

En la práctica, el proceso de Lippmann no era fácil de usar. Las emulsiones fotográficas de alta resolución y grano extremadamente fino son inherentemente mucho menos sensibles a la luz que las emulsiones ordinarias, por lo que se requerían tiempos de exposición largos. Con un lente de gran apertura y un sujeto muy iluminado por el sol, a veces era posible una exposición de la cámara de menos de un minuto, pero las exposiciones medidas en minutos eran típicas. Los colores espectrales puros se reproducían brillantemente, pero las bandas anchas mal definidas de longitudes de onda reflejadas por objetos del mundo real podían ser problemáticas. El proceso no producía impresiones en color sobre papel y resultó imposible hacer un buen duplicado de una fotografía en color de Lippmann volviéndola a fotografiar, por lo que cada imagen era única. Un prisma de ángulo muy poco profundo se solía pegar al frente de la placa terminada para desviar los reflejos no deseados de la superficie, y esto hacía que las placas de cualquier tamaño sustancial fueran poco prácticas. El tamaño de sus primeras fotografías era de 4 cm por 4 cm, aumentado más tarde a 6,5 ​​cm por 9 cm. [9] La iluminación y la disposición de visualización necesarias para ver los colores con el mejor efecto impedían su uso ocasional. Aunque las placas especiales y un portaplacas con un depósito de mercurio incorporado estuvieron disponibles comercialmente durante unos años alrededor de  1900 , incluso los usuarios expertos encontraron que era difícil obtener buenos resultados consistentes y el proceso nunca dejó de ser una elegante curiosidad de laboratorio científica. Sin embargo, sí estimuló el interés en el desarrollo posterior de la fotografía en color . [16]

El proceso de Lippmann prefiguró la holografía láser , que también se basa en el registro de ondas estacionarias en un medio fotográfico. Los hologramas de reflexión de Denisyuk , a menudo denominados hologramas de Lippmann-Bragg, tienen estructuras lamelares similares que reflejan preferentemente ciertas longitudes de onda. En el caso de los hologramas en color de múltiples longitudes de onda reales de este tipo, la información de color se registra y reproduce igual que en el proceso de Lippmann, excepto que la luz láser altamente coherente que pasa a través del medio de registro y se refleja desde el sujeto genera las ondas estacionarias distintas requeridas en un volumen de espacio relativamente grande, eliminando la necesidad de que la reflexión se produzca inmediatamente adyacente al medio de registro. Sin embargo, a diferencia de la fotografía en color de Lippmann, los láseres, el sujeto y el medio de registro deben mantenerse estables con una precisión de un cuarto de longitud de onda durante la exposición para que las ondas estacionarias se registren adecuadamente o en absoluto.

Fotografía integral

En 1908, Lippmann introdujo lo que llamó "fotografía integral", en la que se utiliza un conjunto plano de lentes esféricas pequeñas y muy espaciadas para fotografiar una escena, registrando imágenes de la escena tal como aparece desde muchas posiciones horizontales y verticales ligeramente diferentes. Cuando las imágenes resultantes se rectifican y se ven a través de un conjunto similar de lentes, cada ojo ve una única imagen integrada, compuesta de pequeñas porciones de todas las imágenes. La posición del ojo determina qué partes de las pequeñas imágenes ve. El efecto es que se reconstruye la geometría visual de la escena original, de modo que los límites del conjunto parecen ser los bordes de una ventana a través de la cual la escena aparece a tamaño real y en tres dimensiones, exhibiendo de manera realista el paralaje y el cambio de perspectiva con cualquier cambio en la posición del observador. [17] Este principio de utilizar numerosas lentes o aperturas de imagen para registrar lo que más tarde se denominó un campo de luz subyace a la tecnología en evolución de las cámaras y microscopios de campo de luz .

Cuando Lippmann presentó los fundamentos teóricos de su "fotografía integral" en marzo de 1908, era imposible acompañarlos con resultados concretos. En ese momento, faltaban los materiales necesarios para producir una pantalla lenticular con las cualidades ópticas adecuadas. En la década de 1920, Eugène Estanave realizó experimentos prometedores, utilizando lentes Stanhope de vidrio , y Louis Lumière , utilizando celuloide. [18] La fotografía integral de Lippmann fue la base de la investigación sobre imágenes lenticulares en 3D y animadas , así como sobre procesos lenticulares en color.

Medición del tiempo

En 1895, Lippmann desarrolló un método para eliminar la ecuación personal en las mediciones de tiempo, utilizando registro fotográfico, y estudió la erradicación de irregularidades en los relojes de péndulo , ideando un método para comparar los tiempos de oscilación de dos péndulos de períodos casi iguales. [4]

El celóstato

Lippmann también inventó el celostato , una herramienta astronómica que compensaba la rotación de la Tierra y permitía fotografiar una región del cielo sin movimiento aparente. [4]

Trinquete browniano

En 1900, propuso lo que más tarde se llamaría el trinquete browniano , como una versión puramente mecánica del demonio de Maxwell , supuestamente mostrando que la teoría cinética del gas es incompatible con la segunda ley de la termodinámica. [19] [20]

Afiliaciones académicas

Lippmann fue miembro de la Academia de Ciencias desde el 8 de febrero de 1886 hasta su muerte, y fue su presidente en 1912. [21] Además, fue miembro extranjero de la Royal Society de Londres , miembro del Bureau des Longitudes , [4] y miembro del Gran Instituto Ducal de Luxemburgo. Se convirtió en miembro de la Société française de photographie en 1892 y su presidente de 1896 a 1899. [22] Lippmann fue uno de los fundadores del Institut d'optique théorique et appliquée en Francia. Lippmann fue presidente de la Société Astronomique de France (SAF) , la sociedad astronómica francesa, de 1903 a 1904. [23]

Honores

Lippmann fue nombrado Caballero de la Legión de Honor el 29 de diciembre de 1881, ascendido a Oficial el 2 de abril de 1894, a Comandante el 14 de diciembre de 1900 y a la dignidad de Gran Oficial el 6 de diciembre de 1919. [24]

En la ciudad de Luxemburgo se creó un instituto de investigación científica fundamental que lleva el nombre de Lippmann ( Centro de Investigación Pública Gabriel Lippmann ) y que el 1 de enero de 2015 se fusionó con otro importante centro de investigación para formar el nuevo Instituto Luxemburgués de Ciencia y Tecnología (LIST). [25]

Vida personal

Lippmann se casó con la hija del novelista Victor Cherbuliez en 1888. [4] Murió el 12 de julio de 1921 a bordo del vapor France mientras se dirigía desde Canadá. [26]

Véase también

Referencias

  1. ^ Gabriel Lippmann en el Proyecto de Genealogía Matemática
  2. ^ "Gabriel Lippmann | Físico francés". 12 de agosto de 2023.
  3. ^ ab La fotografía en color de Gabriel Lippmann: ciencia, medios de comunicación, museos. Hanin Hannouch. Ámsterdam. 2022. ISBN 978-94-6372-855-3.OCLC 1304814408  .{{cite book}}: CS1 maint: falta la ubicación del editor ( enlace ) CS1 maint: otros ( enlace )
  4. ^ abcde «Gabriel Lippmann». Fundación Nobel. Archivado desde el original el 5 de abril de 2016. Consultado el 4 de diciembre de 2010 .
  5. ^ ab Jacques Bintz, "Gabriel Lippmann 1845-1921", en Gabriel Lippmann: Conmemoración por la sección de ciencias naturales, físicas y matemáticas del Institut gran ducal de Luxemburgo du 150e anniversaire du savant né au Luxemburgo, lauréat du prix Nobel en 1908 (Luxemburgo: Sección de ciencias naturales, físicas y matemáticas de l'Institut gran ducal de Luxemburgo en colaboración con le Séminaire de mathématique et le Séminaire d'histoire des sciences et de la médecine du centre universitaire de Luxemburgo, 1997), Jean-Paul Pier & Jos. A. Massard: éditeurs , Luxemburgo 1997. Consultado el 4 de diciembre de 2010.
  6. ^ Josef Maria Eder, Historia de la fotografía , 4.ª ed. (Nueva York: Dover, 1978; ISBN 0-486-23586-6 ), pág. 668. (Esta edición de Dover reproduce la edición de Columbia University Press de 1945; el libro se publicó originalmente en 1932 con el título Geschichte der Photographie ) . 
  7. ^ ab De las Conferencias Nobel, Física 1901-1921, Elsevier Publishing Company, Ámsterdam, 1967
  8. ^ Véase también la extensa biografía en la página del Premio Nobel de Física 1908.
  9. ^ abc Bjelkhagen, Hans I. (2008). "Lippmann, Gabriel Jonas (1845–1921), científico y físico francés". En Hannavy, John (ed.). Enciclopedia de fotografía del siglo XIX (1.ª ed.). Nueva York, NY: Routledge. págs. 132, 320, 647, 808, 862–3, 990–1, 1183, 1433–4. ISBN 978-0-415-97235-2.OCLC 123968757  .
  10. ^ John G. M'Kendrick, "Nota sobre una forma simple del electrómetro capilar de Lippmann útil para los fisiólogos".
  11. ^ Véase también una descripción similar en alemán en "Kapillārelektromēter", Meyers Konversationslexikon , Verlag des Bibliographischen Instituts, Leipzig und Wien, 1885–1892. Consultado el 5 de diciembre de 2010.
  12. ^ "Acerca de Gabriel Lippmann". Centre de Recherche Public – Gabriel Lippmann . Archivado desde el original el 22 de julio de 2011. Consultado el 28 de septiembre de 2017 .
  13. ^ Lippmann, G. (1881). "Príncipe de la conservación de la electricidad". Annales de chimie et de physique (en francés). 24 : 145.
  14. ^ Bolas, T. et al: A Handbook of Photography in Colours , Marion & Co. (Londres, 1900):45–59 (Recuperado de archive.org el 11 de febrero de 2010)
  15. ^ Wall, EJ: Practical Color Photography , American Photographic Publishing Co. (Boston, 1922):185–199 (Recuperado de archive.org el 5 de septiembre de 2010)
  16. ^ de Klaus Biedermann, "El enfoque revolucionario de Lippmann y Gabor para la obtención de imágenes", Nobelprize.org . Consultado el 6 de diciembre de 2010.
  17. ^ Lippmann, G. (2 de marzo de 1908). "Épreuves réversibles. Fotografías integrales". Cuentas Rendus de la Academia de Ciencias . 146 (9): 446–451. Código bibliográfico : 1908BSBA...13A.245D.Reimpreso en Benton "Artículos seleccionados sobre pantallas tridimensionales".
  18. ^ Timby, Kim (2015). Fotografía lenticular animada y en 3D: entre la utopía y el entretenimiento . Berlín: De Gruyter. pp. 81–84. ISBN 978-3-11-041306-9.
  19. ^ "La teoría cinematográfica de la gaz y el príncipe de Carnot". Monatshefte für Mathematik und Physik (en francés). 14 (1): A24. 1 de diciembre de 1903. doi : 10.1007/BF01706937 . ISSN  1436-5081. S2CID  197661902.
  20. ^ Hoffmann, Peter M (1 de marzo de 2016). "Cómo los motores moleculares extraen orden del caos (una revisión de cuestiones clave)". Informes sobre el progreso en física . 79 (3): 032601. Bibcode :2016RPPh...79c2601H. doi :10.1088/0034-4885/79/3/032601. ISSN  0034-4885. PMID  26863000. S2CID  28867470.
  21. ^ "Les Membres de l'Académie des sciences depuis sa création (en 1666)" (en francés). Academia de Ciencias. Archivado desde el original el 2 de marzo de 2008 . Consultado el 1 de marzo de 2008 .
  22. ^ Daniel Girardin, "La photographie interférentielle de Lippmann, méthode parfaite et oubliée de reproduction des couleurs", publicado en DU, die Zeitschrift der Kultur, no 708: Fotografie, der lange Weg zur Farbe, julio de 2000. Musée de l' Elíseo . (en francés) Consultado el 6 de diciembre de 2010.
  23. ^ Bulletin de la Société astronomique de France, 1911, vol. 25, págs. 581–586
  24. ^ "LIPPMANN, Jonas Ferdinand Gabriel". Base Léonore . Gobierno de la República Francesa . Consultado el 24 de septiembre de 2023 .
  25. ^ Anuario de Luxemburgo 2015, publ. Editus, p264
  26. ^ "Gabriel Lippmann, científico, muere en el mar", The New York Times , 14 de julio de 1921.

Lectura adicional

  • La fotografía en color de Gabriel Lippmann: ciencia, medios de comunicación, museos. Hanin Hannouch. Ámsterdam. 2022. ISBN 978-94-6372-855-3.OCLC 1304814408  .{{cite book}}: CS1 maint: falta la ubicación del editor ( enlace ) CS1 maint: otros ( enlace )
  • JP Pier y JA Massard (eds) (1997): Gabriel Lippmann: Conmemoración por la sección de ciencias naturales, físicas y matemáticas del Instituto gran ducal de Luxemburgo del 150 aniversario del sabio ne au Luxemburgo, premio Nobel en 1908 . Luxemburgo, Sección de ciencias naturales, físicas y matemáticas del Institut gran ducal de Luxemburgo en colaboración con el Séminaire de mathématique et le Séminaire d'histoire des sciences et de la médecine du centre universitaire de Luxemburgo, 139 p.
  • Lebon, Ernest, "Savants du jour: biographie, bibliographie analytique des écrits", completo retrato de Gabriel Lippmann. – 1911. pág. 70, Gauthier-Villars (París), 1909-1913.
  • Isabelle Bergoend, Le Dagobert optique , Ediciones Thierry Marchaisse, 2015.
  • Gabriel Lippmann en Nobelprize.orgincluida la conferencia Nobel, 14 de diciembre de 1908 Fotografía en color
  • Gabriel Lippmann en la Enciclopedia Judía
  • Centro de Investigación Pública – Gabriel Lippmann
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