Gabriel Lippmann

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Gabriel Lippmann
Lippmannin itse itsestään ottama valokuva
Lippmannin itse itsestään ottama valokuva
Syntynyt 16. elokuuta 1845
Bonnevoie,[1] Luxemburg
Kuollut 13. heinäkuuta 1921
Atlantin valtamerellä, matkalla Kanadasta Ranskaan
Asuinpaikka Ranskan lippu Ranska
Kansallisuus Ranskan lippu Ranskalainen
Tutkimusala Fysiikka
Instituutti Sorbonne
Tutkinnot École Normale
Tunnetuimmat työt Värivalokuvaus
Tunnustukset Nobel-palkinto Nobelin fysiikanpalkinto (1908)

Gabriel Jonas Lippmann (16. elokuuta 184513. heinäkuuta 1921) oli ranskalainen fyysikko. Hän vaikutti perustavalla tavalla useiden fysiikan ja kemian alojen kehitykseen. Hänen tutkimiaan aloja olivat muun muassa sähköoppi, lämpöoppi, optiikka, ja valokemia. Vuonna 1908 Lippmann palkittiin Nobelin fysiikanpalkinnolla valon interferenssi-ilmiöön perustuvan värivalokuvauksen keksimisestä. Ranskassa toimii hänen kunniakseen nimetty tutkimuskeskus, Centre de Recherche Public Gabriel Lippmann.

Nuoruus ja opinnot[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lippmann syntyi 16.8.1845 juutalaisperheeseen Hollenrichissa, Luxemburgissa, jossa hänen isällään oli parkitsemis- ja hansikastehdas. Kolme vuotta myöhemmin perhe muutti Pariisiin, jossa Lippmann eli suurimman osan lapsuuttaan ja siellä Lippmann oli äitinsä kotiopetuksessa ennen kun hän aloitti opinnot Lycée Napoléonissa 1858. Hän oli kiinnostunut vain tietyistä aiheista, joten hän ei ollut koulunkäyntinsä aikana mallioppilas ja vielä vuonna 1868 ollessaan opettajankoulutuksessa hän jätti samasta syystä valitsematta kursseja, joilla olisi saanut opettajan pätevyyden.[2][3][4]

Ura[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Vuonna 1873 Lippmann osallistui luonnontieteelliseen projektiin Saksassa tarkoituksenaan tutkia luonnontieteiden opetusmenetelmiä. Hän työskenteli fysiologi Wilhelm Kühnen, tutkija Hermann von Helmholtzin ja fyysikko Gustav Kirchhoffin kanssa Heidelbergin yliopistossa, jossa hän väitteli filosofian tohtoriksi vuonna 1874. Monien muiden kiinnostuksenkohteiden lisäksi hän opiskeli siellä ollessaan ranskalaista ja saksalaista kirjallisuutta.[2][3][4]

Jo toisen tohtorin nimikkeensä luonnontieteissä Lippmann sai palattuaan Saksasta vuonna 1875 väiteltyään 28-vuotiaana kehittämästään kapillaarielektrometristä Pariisin yliopistossa Sorbonnessa. Lippmann liittyi Pariisin Luonnontieteelliseen tiedekuntaan vuonna 1878 ja nimitettiin Sorbonnessa kokeellisen fysiikan Professoriksi vuonna 1883. Samana vuonna hänet valittiin myös jäseneksi Ranskan tiedeakatemiaan, jonka puheenjohtajaksi hän pääsi 1912.[2][3]

Lippmann seurasi fyysikko Jules Jaminia Ranskan Fysiikan tutkimuslaboratorion johtajan virkaan (jossa hän pysyi kuolemaansa saakka) ja myöhemmin laboratorio siirrettiin Sorbonneen. Vuonna 1893 Lippmann otti laboatorioonsa töihin nuoren puolalaisen opiskelijan Maria Sklodowskan. Nainen teki häneen niin suuren vaikutuksen, että hän esitteli tämän yhdelle parhaista assistenteistaan, Pierre Curielle. Näiden kahden Lippmannin alaisen avioliitto vuonna 1895 oli alku merkittävälle yhteistyölle luonnontieteiden parissa.[2][3][4]

Nobel-palkitun värivalokuvausmenetelmänsä Lippmann kehitti vuonna 1886, mutta lopullinen teoria valmistui vasta 1894. Elämänsä aikana hän saavutti myös Royal Society of Londonin jäsenyyden.[2][3][4]

Saavutukset[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lippmann myötävaikutti moniin perustavanlaatuisiin fysiikanaloihin, erityisesti sähköoppiin, termodynamiikkaan, optiikkaan sekä fotokemiaan ja kehitti parannuksia lukuisiin fysiikan perustutkimusvälineisiin. Lippmann työskenteli monien erilaisten onnistuneiden projektien parissa, ja koska ne vaativat paljon kehittelyä ja valmistamista, hän sai monta patenttia elämänsä aikana.[2][3][4]

Ennen värivalokuvausmenetelmänsä kehittämistä hän tutki sähköisten ilmiöiden ja kapillaari-ilmiön yhteyksiä, mikä johti erittäin herkän kapillaarielektrometrin kehittämiseen. Tämä työ mahdollisti erittäin pienien jännitteiden mittaamisen ja oli perusta ensimmäisten sydänsähkökäyrää mittaavien elektrokardiografien kehittämisessä. 1800-luvun lopussa hänen työnsä sisälsivät myös heilureiden tutkimista, minkä avulla hän onnistui kehittämään menetelmän, jolla saadaan poistettua systemaattinen virhe mitattaessa aikaa.[2][4]

Lippmannin vuonna 1908 julkaisema idea, ”intergraalinen valokuvaus”, muistettiin 1960-luvulla, kun holografia alkoi uudestaan kiinnostaa ihmisiä. Lippmannin tavoitteena oli ollut kehittää kuva, jonka katsoja voi havaita muuttuvan eri suunnista katsottuna. Hänen ratkaisunsa oli muodostaa toistuva kuvio pienistä kameran linsseistä, joista jokainen ottaa kuvan kohteesta hieman eri suunnasta. Lippmann on tunnettu myös monista töistään meteorologian, astronomian ja seismologian parissa. Yksi näistä on koelostaatti, jota käytetään teleskoopeissa pitämään tähtien kuva paikoillaan halutun aikaa.[2][3]

Värivalokuvaus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Tunnetuin Lippmannin työ on hänen vuonna 1886 kehittämänsä ja vuonna 1908 Nobel-palkittu valokuvauspaperi, jossa värikuva syntyy diffraktiolla ja interferenssi-ilmiöllä täysin ilman pigmenttejä. Tavoite oli edistää kuvan tuottamista aiemmista yrityksistä täysin poikkeavalla tavalla ja tulos oli kaksiosainen tapa valmistaa värikuvia suoraan kohteensisäisten aallonpituuksien avulla. Tutkimusta pidettiin mullistavana ja omaperäisenä, koska se ei seurannut fysiikan ilmeistä kehityksensuuntaa.[2][3]

Valokuvauslevyn kehittelyn Lippmann aloitti muodostamalla seisovia aaltoja peileistä heijastuvista aalloista. Sitten hän heijasti kuvan totuttuun tapaan valokuvausfilmin lähes läpinäkyvän, pieniä hopeahiukkasia sisältävän emulsion läpi, mutta asettamalla taakse lasilevyn, joka oli pinnoitettu elohopealla peiliksi. Näin Lippmann sai emulsiossa aikaan seisovien aaltojen rintaman, kun epäkoherentit valonsäteet kulkivat sen läpi, osuivat peiliin ja palasivat takaisin emulsioon.[3]

Levylle heijastettua kuvaa ei pystynyt paikantamaan emulsiossa säteilyintensiteetin mukaan, vaan aaltorintaman muodostamien seisovien aaltojen solmukohdat näkyivät heikosti ja kupukohtiin muodostui latentti (piilevä) kuva. Emulsion hopeahiukkset järjestäytyivät sen mukaan, mikä aallonpituus missäkin kohtaa muodosti seisovan aallon. Kuvaa otettaessa emulsio altistui kohteesta heijastuville aallonpituuksille (auringonvalolle) ja hopehiukkasen järjestäytyivät seisovien aaltojen mukaan kerroksiin, joilla kaikilla oli oma periodinsa. Seuraavassa vaiheessa eli kuvan kehityksessä levy kastettiin valoherkkään nesteeseen ja altistettiin epäkoherentille valolle, jolloin se sirosi valokuvauslevyn hopeahiukkasista. Jokaisessa kohdassa vahvistui se aallonpituus, jolle hopeahiukkastasojen välimatka aiheutti vahvistavan interferenssin (eli hiukkasista heijastuvat säteet olivat samassa vaiheessa). Muut aallonpituudet heikkenivät interferenssin vaikutuksesta ja värit tulivat näkyviin valokuvauslevyn kuivuttua. Kuvan kehittäminen siis tapahtui aivan kuten siihen aikaan mustavalkokuvienkin kohdalla.[3][5][4]

Ilmiö on aivan sama kuin saippuakuplan pinnalla, ja luonnossa joillakin hyönteisillä ja perhosilla on tällainen interferenssivärin muodostava kerroksellinen rakenne. Ks. taivaansiivet. [3][5]

Lippmann kehitti yleisen teorian hänen värivalokuvausmenetelmälleen vuonna 1886, mutta käytännön kokeissa ilmeni yhä ongelmia. Kuitenkin vuosien kärsivällisten ja taidokkaiden kokeiden jälkeen hän esitteli menetelmänsä Ranskan tiedeakatemialle vuonna 1891. Tuolloin hänen ottamansa valokuvat olivat vielä heikkoja laadultaan. Vihdoin vuonna 1893 hän esitteli Auguste ja Louis Lumiéren ottamia kuvia, joissa värit oli tuotettu täydellisen ortokromaattisesti. Lopullisen teorian hän julkaisi vuonna 1894. Nobel-palkinnon Lippmann sai tästä tulevaisuudessa laajasti hyödynnetystä valon aaltoluonnetta täydentävästä teoriastaan, jonka käytännön tulos oli värivalokuva.[2][4]

Kehityksen alussa valokuvayslevy vaati 15 minuutin altistumisen valolle, mutta parantelun jälkeen aikaa tarvittiin enää minuutti. Kehittämiseen kului aikaa 15 minuuttia. Kuitenkin aika oli käytännössä liian pitkä ja hankaloitti kuvaamista, jonka vuoksi Lippmannin menetelmä ei koskaan levinnyt yleiseen käyttöön. Nobel-esitelmänsä loppuun hän kirjoitti: ”Progress may continue. Life is short and progress is slow.”[5]

Yksityiselämä ja kuolema[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lippmann meni naimisiin vuonna 1888 Madamoiselle Cherbuliezin kanssa, mutta he eivät saaneet lapsia. Lippmann kuoli Atlantin valtamerellä heinäkuun 13. päivä 1921 palatessaan kotiin työmatkaltaan Pohjois-Amerikasta.[2][4]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Cf. page 82, J.A. Massard (1997): Gabriel Lippmann et le Luxembourg. In J.P. Pier & J.A. Massard (éds): Gabriel Lippmann: Commémoration par la section des sciences naturelles, physiques et mathématiques de l’Institut grand-ducal de Luxembourg du 150e anniversaire du savant né au Luxembourg, lauréat du prix Nobel en 1908. Luxembourg, Section des sciences naturelles, physiques et mathématiques de l’Institut grand-ducal de Luxembourg en collaboration avec le Séminaire de mathématique et le Séminaire d’histoire des sciences et de la médecine du centre universitaire de Luxembourg: 81-111.
  2. a b c d e f g h i j k Centre de Recherche Public: About Gabriel Lippmann Viitattu 13. maaliskuuta 2014. en
  3. a b c d e f g h i j k Klaus Biedermann: Lippmann's and Gabor's Revolutionary Approach to Imaging Viitattu 13. maaliskuuta 2014. en
  4. a b c d e f g h i Soylent Communications: Biography of Gabriel Lippmann Viitattu 13. maaliskuuta 2014. en
  5. a b c Gabriel Lippmann: Lippmann's Nobel Lecture in 1908 Viitattu 13. maaliskuuta 2014. en

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Tämä tieteenharjoittajaan liittyvä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.