Joseph von Fraunhofer · Dorpat. Mit dem baugleichen 9-Zoll-Refraktor, der heute im Deutschen...

Joseph von FraunhoferForscher und Unternehmer

Titel_dt_12/03 19.01.2004 14:52 Uhr Seite 2

Joseph von Fraunhofer gehört zu den wenigenForschern, deren Namen für immer in derWissenschaft weiterleben. Die Fraunhofer’schenAbsorptionslinien im Sonnenspektrum und dieFraunhofer-Beugung begegnen jedem Studenten,der sich mit Physik und Optik beschäftigt.Fraunhofer erreichte seine weltweite Anerken-nung als Wissenschaftler, obwohl er nur eineLehre als Glaser erfahren hatte und schon imAlter von 39 Jahren starb.

Fraunhofers Arbeiten im Bereich der optischenForschung waren bahnbrechend; sie haben diesen Zweig der Technik nachhaltig beeinflusst.Seine Erfolge beschränkten sich aber nicht nurauf die Wissenschaft: Auch als Unternehmerund Erfinder setzte er neue Maßstäbe. Die vonihm erzielten Fortschritte bei der Glasherstellungund der Fertigung optischer Instrumente schufen nicht nur die Voraussetzung für seinewissenschaftlichen Entdeckungen, sie brachtenFraunhofer auch wirtschaftlichen Erfolg. Er leitete die Glashütte in Benediktbeuern undmachte sie in dieser Zeit zu einer modernen Pro-duktionsstätte und zu einem profitablen Unter-nehmen.

Forschung für die Praxis war Fraunhofers Leit-motiv. Deshalb wählten ihn die Gründer derFraunhofer-Gesellschaft zum Namenspatron.Seinem Wirken in Wissenschaft und Wirtschaftfühlen wir uns verpflichtet.

Prof. Dr. Hans-Jörg BullingerPräsident der Fraunhofer-Gesellschaft

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Fraunhofers Lebenslauf ließ zu Beginn keinen außergewöhnlichenErfolg erwarten. Geboren im Jahr1787, hatte er schon im Alter vonzwölf Jahren beide Eltern verloren.Für den ursprünglich vorgesehenenBeruf des Drechslers war er körper-lich zu schwach; so trat er – wiesein Vater – eine Lehre als Glaseran. Sein Lehrherr Philipp AntonWeichselberger erlaubte jedochnicht, dass der wissbegierige jungeFraunhofer die Feiertagsschule be-suchte und Bücher las.

Erst ein Schicksalsschlag brachte die Wendung. Als WeichselbergersHaus 1801 einstürzte, konnteFraunhofer nach einigen Stundenunverletzt geborgen werden. Dabeikam er in Kontakt mit Kurfürst Max IV. Joseph und mit dem Unter-nehmer Joseph von Utzschneider.Auf diese Weise in der Öffentlich-keit bekannt geworden, wuchsenFraunhofers Möglichkeiten der per-sönlichen Entwicklung beträchtlich.Fortan durfte er die Schule besu-chen, erhielt Unterricht in der Kunstdes Linsenschleifens und wurde schließlich als Optiker an die Werk-statt des renommierten Erfindersund Konstrukteurs Georg vonReichenbach empfohlen, an derUtzschneider beteiligt war.

Joseph von Fraunhofer – vom Lehrling zum anerkanntenWissenschaftler

Joseph von Fraunhofer(1787–1826).


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Fraunhofers Begabung und Zielstrebigkeit wur-den bald offenkundig. So beriefen ihnReichenbach und Utzschneider bereits im Altervon 22 Jahren zum verantwortlichen Leiter derzum Betrieb gehörenden Glashütte in Benedikt-beuern. Die Entwicklung neuer Glassorten, entscheidende Verbesserungen bei der Glasher-stellung und die Perfektionierung des Baus optischer Instrumente führten zu eindrucksvollenErgebnissen. Fraunhofer setzte standardisierteHerstellungsmethoden durch, erweiterte die Produktpalette der Werkstatt erheblich und ver-größerte damit auch deren wirtschaftlichenErfolg. Der Betrieb stellte nun Fernrohre, Fern-gläser, Mikroskope, Lupen und astronomischeFernrohre in einer bis dato unerreichten Qualitäther. Fraunhofers Instrumente wurden in ganzEuropa vertrieben und eingesetzt.

Fernrohre. Refraktor. Spektrometer.


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Fraunhofer stellt sein Spektrometer vor.


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Nicht zuletzt für die eigene wissenschaftlicheArbeit erwiesen sich die von Fraunhofer selbstentwickelten Instrumente als unentbehrlicheVoraussetzung. Sein Spektrometer erlaubte ihmdie genaue Untersuchung des Sonnenlichts undanderer Lichtquellen; selbst gefertigte optischeGitter machten es möglich, das Phänomen derLichtbeugung zu untersuchen und in seinerAuswirkung auf den Bau optischer Instrumentezu beschreiben.

Die konkurrenzlos guten Instrumente und seinewissenschaftlichen Leistungen brachtenFraunhofer national und international großenRuhm und viele Ehrungen ein. BedeutendeWissenschaftler und Politiker der damaligen Zeitbesuchten ihn an seiner Wirkungsstätte. Dazugehörten z. B. der Physiker Carl Friedrich Gauß,der bayerische König Max I. Joseph und wahr-scheinlich auch der russische Zar, Alexander I.

Sein wissenschaftliches Renommee führte dazu,dass Fraunhofer gegen den anfänglichen Wider-stand etablierter Forscher als Vollmitglied in die Akademie der Wissenschaften aufgenommenwurde. Der bayerische König ernannte ihnschließlich zum Ritter des Civilverdienstordensund erhob ihn damit in den Adelsstand. Joseph von Fraunhofer starb 1826, im Alter von39 Jahren, an Lungentuberkulose.


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Fraunhofer gilt als Begründer der wissenschaft-lichen Methodik im Bereich Optik und Fein-mechanik, als Schöpfer der deutschen Präzisions-optik und zugleich als erfolgreicher Unternehmer.

Nach dem Eintritt in Utzschneiders undReichenbachs Unternehmen, das Mathematisch-Mechanische Institut mit der Glasfabrikation in Benediktbeuern, konzentrierte er sich zunächstauf die Verbesserung der Glasqualität. Er führtepräzise dokumentierte Experimente mit verän-derten Rohmaterialien und modifizierten Schmelz-verfahren durch und erreichte so die Produktionschlierenfreier Gläser. Zugleich standardisierte erdie Bearbeitung des fertigen Glases – in der da-maligen Zeit ein absolutes Novum – und machtedas Ergebnis damit weitgehend unabhängig vom Geschick des einzelnen Linsenschleifers.

Ein Forscher undUnternehmer: Fraunhofersbedeutendste Leistungen

Historische Glashüttein Benediktbeuern mitGlasöfen.


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Seine genauen Kenntnisse über das Brechungs-verhalten und die Farbdispersion einzelnerGlassorten halfen Fraunhofer, ungewöhnlichgroße achromatische Fernrohre zu konstruieren.So entstand eine neue Generation astrono-mischer Refraktoren. Sie verfügten über Linsen-durchmesser und Abbildungsleistungen, die bisdato als nicht realisierbar galten. Die Qualität der Fernrohre blieb noch viele Jahrzehnte nachihrer Herstellung unübertroffen und ermöglichtegrundlegende Entdeckungen in der Astronomie.So gelang es dem Astronomen und Mathe-matiker Friedrich Wilhelm Bessel mithilfe desFraunhoferschen Heliometers 1883 erstmals,eine Fixstern-Parallaxe zu bestimmen. Fraunhofersberühmtestes Werk ist der parallaktische Refrak-tor für die kaiserlich-russische Sternwarte inDorpat. Mit dem baugleichen 9-Zoll-Refraktor,der heute im Deutschen Museum steht, gelanges 1846 dem Astronomen Johann GottfriedGalle, den Planeten Neptun zu entdecken.

Nach FraunhofersPlänen erbaut: Der 9-Zoll-Refraktor imDeutschen Museum.


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Auch für seine eigene Forschungsarbeit warendie von Fraunhofer neu entwickelten optischenInstrumente von großer Bedeutung. Selbst ge-fertigte Prismen ermöglichten ihm die spektraleUntersuchung des Lichts. Schon andereWissenschaftler vor ihm hatten dunkle Streifenim Spektrum des Sonnenlichts bemerkt; aber erst Fraunhofer erkannte, dass diese Linien – wirbezeichnen sie heute als Fraunhofersche Linien –in der Natur des Sonnenlichts selbst liegen. Mitseinen grundlegenden wissenschaftlichenArbeiten zur spektralen Zusammensetzung desLichts verschiedener Quellen wurde Fraunhoferzu einem der Väter der modernen Spektral-analyse.

Von Fraunhofergezeichnetes Spektrumdes Sonnenlichts.


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Ein weiterer Meilenstein inFraunhofers wissenschaftlicherArbeit waren seine Untersuchungenzur Lichtbeugung. Mithilfe einesDiamanten stellte er ein Beugungs-gitter mit einem Linienabstand vonnur 0,003 Millimetern her. Damitgelang es ihm, die Wellenlänge desLichts verschiedener Farben miterstaunlicher Präzision zu messen.

Wissenschaftliche Forschung undpraktische Anwendung befruchtetensich bei Fraunhofer gegenseitig. Die Entdeckung und Beschreibungder Absorptionslinien im Spektrumdes Sonnenlichts etwa ermöglichtenes, das Brechungsvermögen ein-zelner Glassorten genau zu bestim-men. Die Untersuchungen zurLichtbeugung waren unmittelbarzur Konstruktion verbesserter Fern-rohre zu verwenden. Alle Erkennt-nisse, die er experimentell gewann,wusste Fraunhofer auch in neueProdukte und Verfahren umzu-setzen. Die Fortschritte bei der Her-stellung optischer Instrumenteschufen wiederum die Vorausset-zung für die weiteren Erfolge seinerwissenschaftlichen Untersuchungen.So wurde Joseph von Fraunhoferauch zu einem Begründer dermodernen anwendungsorientiertenForschung.

Beugungseffektedes Lichts.


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Joseph von Fraunhofer hat mit seiner grundle-genden und systematischen Forschung die Optikmaßgeblich beeinflusst. Und damit ist sein Wir-ken noch heute spürbar, denn optische Systemesind aus der modernen Welt nicht mehr wegzu-denken.

Besonders deutlich ist dies am Beispiel derInformations- und Kommunikationstechnik zuerkennen: Die Datenübertragung durch Glas-fasern vermag ein Vielfaches der bisher üblichenKupferkabel zu leisten; auf optischen Daten-trägern, die mithilfe von Laserlicht beschriebenund gelesen werden, können weitaus mehrInformationen gespeichert werden als auf jedemanderen Speichermedium. Die Entwicklung desInternets zeigt, dass die Datenflut ständig zu-nimmt und in Zukunft nur noch mithilfe optischerÜbertragungs- und Speichertechniken zu bewäl-tigen sein wird. Schon der heute übliche Medien-konsum wäre ohne die Anwendung optischerDatensysteme nicht mehr denkbar.

Fraunhofers Vermächtnis:Optik in Wissenschaft undTechnik von heute

LaserunterstütztesFräsen.

CD als optischerDatenspeicher.

LasertechnischeBearbeitung einesWerkstücks.


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Licht ist zu einem universellen Werkzeug inWissenschaft und Industrie geworden. Gebündeltin Gestalt eines Laserstrahls, können wir damitMaterialien und Bauteile bearbeiten. StarkeLasergeneratoren erlauben es, mehrere MeterBlech pro Sekunde zu schneiden, die hochpräziseSteuerbarkeit des Laserstrahls ist wiederumVoraussetzung für seine Verwendung zur Daten-speicherung oder beim Laserdruck.

In der Messtechnik spielen optische Verfahreneine zunehmende Rolle. Selbst Spuren vonVerunreinigungen in kilometerhohen Bereichen der Atmosphäre können lasertechnisch erfasstund diagnostiziert werden. Die Spektralanalyse,zu deren Entwicklung Joseph von Fraunhofer grundlegende Erkenntnisse beitrug, gehört zumStandardrepertoire moderner analytischer Labors.

Auch in der Mikroelektronik, einer weiterenSchlüsseltechnologie, ist die Optik unentbehrlichgeworden: Integrierte Schaltkreise werden durch Belichtung photoempfindlicher Materialienund anschließende chemische Bearbeitung er-zeugt. Die Vermittlung elektrischer und optischerSignale gehört zu einem wichtigen Entwicklungs-sektor auf dem Feld moderner Mikrosysteme.

Mikrooptische Linse.


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Leuchtdioden allerFarben erobern neue Anwendungs-bereiche.


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In der Medizin kann schon lange nicht mehr aufoptische Systeme verzichtet werden. Die Laser-chirurgie entwickelt sich zu einer bevorzugtenTechnik und die minimalinvasive Chirurgie wäreohne hoch entwickelte optische Endoskope nicht durchführbar. Mikrooptische Analysegerätevon der Größe einer Armbanduhr ermöglichenes, physiologische Daten des Patienten perma-nent zu überwachen.

Innovative Lichtquellen schließlich bringen eineneue Dimension in die Optik. Leuchtdioden und Diodenlaser schicken sich an, die herkömm-lichen Glühlampen abzulösen. Einsatzfelder sind beispielsweise Bildschirme, Lichtsignale sowieInnenraum- und Fahrzeugbeleuchtungen. LangeLebensdauer, geringer Preis und reduzierterEnergieverbrauch werden diesen neuen Leucht-mitteln in absehbarer Zeit zum Durchbruch verhelfen.

Joseph von Fraunhofers Vermächtnis wirkt fort.Der rasanten Entwicklung im Bereich der Optikhat er zu seiner Zeit einen entscheidendenAnstoß gegeben.

Optische Prüfung einer Linse.


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So groß Fraunhofers Forschungsdrang auch war,nie verlor er das eigentliche Ziel seiner Arbeit aus dem Auge: die Umsetzung seiner Entwick-lungen in die Praxis. Dieser Idee hat sich auch dieFraunhofer-Gesellschaft verschrieben, eine derweltweit größten Organisationen der angewand-ten Forschung.

Die Fraunhofer-Gesellschaft betreibt anwen-dungsorientierte Forschung zum unmittelbarenNutzen für Unternehmen und zum Vorteil derGesellschaft. Vertragspartner und Auftraggebersind Industrie- und Dienstleistungsunternehmensowie die öffentliche Hand.

Mit technologie- und systemorientierten Innova-tionen für ihre Kunden tragen die Fraunhofer-Institute zur Wettbewerbsfähigkeit der Region,Deutschlands und Europas bei. Dabei zielen sieauf eine wirtschaftlich erfolgreiche, sozial ge-rechte und umweltverträgliche Entwicklung derGesellschaft.

Ihren Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern bietetdie Fraunhofer-Gesellschaft eine Plattform zurfachlichen und persönlichen Entwicklung füranspruchsvolle Positionen in ihren Instituten, inanderen Bereichen der Wissenschaft, in Wirt-schaft und Gesellschaft.

Die Globalisierung von Wirtschaft und Wissen-schaft macht eine internationale Zusammenarbeitunerlässlich. Niederlassungen der Fraunhofer-Gesellschaft in Europa, in den USA und in Asiensorgen für Kontakt zu den wichtigsten gegen-wärtigen und zukünftigen Wissenschafts- undWirtschaftsräumen.

Das Konzept der ange-wandten Forschung: Die Fraunhofer-Gesellschaft


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Die Fraunhofer-Gesellschaft betreibt derzeit rund80 Forschungseinrichtungen, davon 58 Institute,an über 40 Standorten in ganz Deutschland.Rund 12 500 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter,überwiegend mit natur- oder ingenieurwissen-schaftlicher Ausbildung, bearbeiten das jährlicheForschungsvolumen von über 1 Milliarde €.

Härten mit Laserlicht.


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Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.

Hansastraße 27c80686 MünchenTelefon: +49(0) 89/12 05-0Fax: +49 (0) 89/12 05-75 31

Historische Fraunhofer-Glashütte in BenediktbeuernFraunhoferstraße 183671 Benediktbeuern

Münchner Stadtmuseum(Fraunhofers Werkstatt)St.-Jakobs-Platz 180331 MünchenTelefon: +49 (0) 89/2 33-2 29 48Fax: +49 (0) 89/2 33-2 79 67

Deutsches Museum(Fraunhofers optische Instrumente)Museumsinsel 180306 MünchenTelefon: +49 (0) 89/2179-1

Impressum

RedaktionDr. Martin ThumChrista Schraivogel (Bild)

ProduktionMarie-Luise Keller-Winterstein

BildquellenDeutsches Museum: S. 4Alle anderen Abbildungen: © Fraunhofer-Gesellschaft

Bei Abdruck ist die Einwilligung der Redaktion erforderlich.

Anschrift der RedaktionFraunhofer-GesellschaftPresse und ÖffentlichkeitsarbeitDr. Martin ThumHansastraße 27c80686 MünchenTelefon: +49 (0) 89/12 05-13 67Fax: +49 (0) 89/12 05-7513martin.thum�zv.fraunhofer.de

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Forschungsfelder und Kontakt-adressen aller Fraunhofer-Institute und Fraunhofer-Verbünde sind in englischer und deutscher Sprache über das Internet abrufbar. Die Adresse der Fraunhofer-Homepage lautet: www.fraunhofer.de

© Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., München 2004


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