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Der Spektralapparat Kirchoffs und Bunsens
Übersicht | Inhalt | Zusammenfassung | Einführung
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Jochen Hennig |
Einleitung
Die Deutung des Sonnenspektrums ermöglichte es dem Physiker Gustav Kirchhoff und dem Chemiker Robert Bunsen im Jahre 1859, Aussagen über die Zusammensetzung der Sonnenatmosphäre zu treffen. Damit zeigten sie, aus welchen auch uns auf der Erde bekannten Elementen die Sonne besteht. Gleichzeitig erkannten sie, dass auch die Zusammensetzung der Fixsterne durch die spektroskopische Untersuchung des Lichts, das auf die Erde gelangt, analysiert werden kann. Kirchhoff und Bunsen konnten jedoch nicht nur für die Sonne das Vorkommen beispielsweise von Natrium vermelden, sondern zeigten auch auf der Erde den Nutzen der Spektroskopie durch die Entdeckung der Elemente Cäsium und Rubidium. Dieser Nachweis gelang ihnen mit der chemischen Spektralanalyse, bei der sie einzelne Spektrallinien gefärbter Flammen jeweils bestimmten Elementen zuordnen konnten.
Die Ergebnisse Kirchhoffs und Bunsens sind gleichsam berühmt wie faszinierend und hatten weitreichende Auswirkungen auf die Entwicklung von Astronomie, Strahlungsphysik und analytischer Chemie. Entsprechend häufig werden die Namen Kirchhoff und Bunsen auch heute noch im Zusammenhang mit der Spektroskopiegeschichte genannt. Jedoch wird die Entstehung dieser Ergebnisse oft nur am Rande erwähnt, und die Skizze des Apparates aus Kirchhoffs und Bunsens Veröffentlichung wird häufig ohne weitere Erläuterung abgebildet; sie zeigt ein vergleichsweise schlichtes Gerät, bestehend aus zwei Fernrohren, die in einem Holzgehäuse stecken, welches auch ein drehbares Prisma beherbergt.
In diesem Buch gehe ich über diese üblichen Darstellungen des Spektralapparates der beiden Forscher hinaus. So werden schriftliche Quellen, die bisher vernachlässigt wurden, herangezogen und mit dem Nachbau des Spektralapparates und dem Nachvollzug der Experimente wurde ein weiterer methodischer Zugang gesucht. Erst durch diese Replikation von Kirchhoffs und Bunsens spektroskopischen Experimenten wurde erfahrbar, welche Anforderungen das Arbeiten mit dem Apparat mit sich bringt, und wie viele Details auch dieses so schlicht wirkende Gerät birgt.
Zuerst wird jedoch die Geschichte der Spektroskopie vor 1860 kurz dargestellt. Dieser Überblick über die Experimente Newtons, Fraunhofers und anderer Wissenschaftler aus der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts zeigt, wie unterschiedlich die Fragestellungen spektroskopischer Experimente waren. Im zweiten Kapitel werden dann die Personen Kirchhoff und Bunsen vorgestellt, um anschließend ihre Experimente zu beschreiben. Nach der ersten Experimentierphase, in der Kirchhoff und Bunsen im Grunde zu allen Ergebnissen gelangt waren, entwikkelten sie zusammen mit dem Münchener Instrumentenbauer und Physiker Carl August Steinheil zwei spezialisierte Spektralapparate: einen für die chemische Flammenanalyse und einen für Sonnenexperimente. Ihre Beschreibung bietet zugleich einen Ausblick auf die beginnende Differenzierung der Spektroskopie nach 1860.
Jochen Hennig
