إرنست آبي

كان إرنست كارل آبي (23 يناير 1840 - 14 يناير 1905) رجل أعمال ألمانيًا، ومهندسًا بصريًا، وفيزيائيًا، ومصلحًا اجتماعيًا. وقد طوّر، بالتعاون مع أوتو شوت وكارل زايس ، العديد من الأدوات البصرية. كما كان شريكًا في ملكية شركة كارل زايس إيه جي ، وهي شركة ألمانية مصنّعة للمجاهر العلمية، والتلسكوبات الفلكية، والقباب السماوية، وغيرها من الأنظمة البصرية المتقدمة.

وُلد آبي في 23 يناير 1840 في آيزناخ ، ساكس-فايمار-آيزناخ ، ^{[ 1 ]} لجورج آدم آبي وإليزابيث كريستينا بارشفيلدت. ^{[ 2 ]} نشأ في أسرة متواضعة، إذ كان والده مشرفًا في مصنع غزل. وبفضل دعم صاحب عمل والده، تمكّن آبي من الالتحاق بالمدرسة الثانوية والحصول على المؤهل العام للالتحاق بالجامعة بدرجات جيدة نسبيًا، في مدرسة آيزناخ الثانوية، التي تخرج منها عام 1857. ^{[ 3 ]} وبحلول وقت تخرجه، كانت موهبته العلمية وإرادته القوية قد برزتا بوضوح. ولذلك، وعلى الرغم من الوضع المالي الصعب للعائلة، قرر والده دعم دراسة آبي في جامعتي يينا (1857-1859) وغوتينغن (1859-1861). ^{[ 1 ]} وخلال فترة دراسته، أعطى آبي دروسًا خصوصية لتحسين دخله. استمر صاحب عمل والده في تمويل دراسته. حصل آبي على درجة الدكتوراه من غوتينغن في 23 مارس 1861. ^{[ 3 ]} خلال دراسته، تأثر ببرنهارد ريمان وفيلهلم إدوارد فيبر ، الذي كان أيضًا أحد أعضاء مجموعة غوتينغن السبعة . ^{[ 4 ]} بعد ذلك، عمل لفترة وجيزة في مرصد غوتينغن وفي الجمعية الفيزيائية في فرانكفورت (وهي جمعية للمواطنين المهتمين بالفيزياء والكيمياء أسسها يوهان فولفغانغ فون غوته عام 1824 ولا تزال قائمة حتى اليوم). ^{[ 4 ]} في 8 أغسطس 1863 ، تأهل كمحاضر جامعي في جامعة يينا. وفي عام 1870، قبل عقدًا كأستاذ مشارك في الفيزياء التجريبية والميكانيكا والرياضيات في يينا. ^{[ 1 ] [ 5 ]} في عام 1871، تزوج من إلس سنيل، ابنة عالم الرياضيات والفيزياء كارل سنيل، أحد أساتذة آبي، ^{[ ملاحظة 1 ]} وأنجب منها ابنتين. ^{[ 2 ]} حصل على درجة الأستاذية الكاملة بحلول عام 1879. ^{[ 2 ]} أصبح مديرًا لمرصد يينا الفلكي والأرصاد الجوية في عام 1878. ^{[ 5 ] [ ملاحظة 2 ]} في عام 1889، أصبح عضوًا في الأكاديمية البافارية للعلوم والإنسانياتكان أيضًا عضوًا في أكاديمية العلوم الساكسونية. أُعفي من مهامه التدريسية في جامعة يينا عام ١٨٩١. توفي آبي في ١٤ يناير ١٩٠٥ في يينا. ^{[ ١ ]} كان ملحدًا. ^{[ ٦ ]}

في عام 1866، أصبح مديرًا للأبحاث في شركة زايس للأعمال البصرية ، وفي عام 1868 اخترع العدسة اللا لونية ، وهي عدسة مجهرية تزيل كلًا من التشوه اللوني الأساسي والثانوي. ^{[ 5 ]} وبحلول عام 1870، اخترع آبي مكثف آبي ، المستخدم في إضاءة المجهر. ^{[ 5 ]} في عام 1871، صمم أول مقياس انكسار ، والذي وصفه في كتيب نُشر عام 1874. ^{[ 2 ] [ 7 ]} وضع قوانين صورة الأجسام غير المضيئة بحلول عام 1872. ^{[ 2 ]} بدأت شركة زايس للأعمال البصرية ببيع مجاهره المحسّنة في عام 1872، بما في ذلك نماذج مزودة بعدسة غمر متجانسة بحلول عام 1877 ومجاهره ذات العدسة اللا لونية في عام 1886. ^{[ 8 ]} ابتكر رقم آبي ، وهو مقياس لتغير معامل انكسار أي مادة شفافة مع الطول الموجي، ومعيار آبي، الذي يختبر فرضية وجود اتجاه منتظم في مجموعة من الملاحظات (من حيث القدرة على التمييز، ينص هذا المعيار على أن الفصل الزاوي لا يمكن أن يكون أقل من نسبة الطول الموجي إلى قطر الفتحة، انظر الدقة الزاوية ). ^{[ 9 ]} كان بالفعل أستاذاً في يينا ، وقد تم توظيفه من قبل كارل زايس لتحسين عملية تصنيع الأدوات البصرية، والتي كانت تعتمد في ذلك الوقت إلى حد كبير على التجربة والخطأ.

كان آبي أول من عرّف مصطلح الفتحة العددية ، ^{[ 10 ]} على أنه جيب الزاوية النصفية مضروبًا في معامل انكسار الوسط الذي يملأ الفراغ بين الزجاج الغطاء والعدسة الأمامية.

يُنسب الفضل إلى آبي من قبل الكثيرين في اكتشاف حد دقة المجهر، والصيغة (التي نُشرت عام 1873).

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

المعادلة 1

على الرغم من أن هيلمهولتز ذكر في منشور عام 1874 ^{[ 11 ]} أن هذه الصيغة قد اشتقها جوزيف لويس لاغرانج ، الذي توفي قبل ذلك بـ 61 عامًا. وقد أعجب هيلمهولتز بها لدرجة أنه عرض على آبي منصب أستاذ في جامعة برلين ، إلا أنه رفضه بسبب علاقاته بشركة زايس. ^{[ 4 ]} كان آبي من أنصار الفتحة الواسعة، إذ جادل بأن دقة المجهر محدودة في نهاية المطاف بفتحة العدسة، ولكنه جادل أيضًا بأنه اعتمادًا على التطبيق، توجد معايير أخرى يجب مراعاتها أكثر من الفتحة عند تصميم العدسات الشيئية. في ورقة آبي البحثية عام 1874، بعنوان "مساهمة في نظرية المجهر وطبيعة الرؤية المجهرية" ^{[ 12 ]} ، ذكر آبي أن دقة المجهر تتناسب عكسيًا مع فتحته، دون أن يقترح صيغة لحدود دقة المجهر.

في عام 1876، عُرض على آبي شراكة من قِبل شركة زايس، وبدأ يتقاسم الأرباح الكبيرة. ^{[ 4 ]} على الرغم من أن الاشتقاقات النظرية الأولى للمعادلة 1 نُشرت من قِبل آخرين، إلا أنه من الإنصاف القول إن آبي كان أول من توصل إلى هذه النتيجة تجريبيًا. في عام 1878، بنى أول نظام غمر متجانس للمجهر. ^{[ 2 ]} كانت العدسات التي أنتجها فريق آبي زايس ذات هندسة شعاعية مثالية، مما سمح لآبي باكتشاف أن فتحة العدسة هي التي تحدد الحد الأعلى للدقة المجهرية، وليس انحناء العدسات وموضعها. نُشرت المعادلة 1 لأول مرة من قِبل آبي في عام 1882. ^{[ 13 ]} في هذا المنشور، ذكر آبي أن كلاً من دراساته النظرية والتجريبية أكدت صحة المعادلة 1. وقد وضع هنري إدوارد فريب، المترجم الإنجليزي لأوراق آبي وهيلمهولتز، إسهاماتهما على قدم المساواة. كما أتقن طريقة التداخل التي ابتكرها فيزو عام 1884. ^{[ 2 ]} وفي العام نفسه، أسس آبي، وزايس، وابنه رودريش زايس ، وأوتو شوت ، شركة جينير غلاسفيرك شوت أند جينوسن . هذه الشركة، التي اندمجت لاحقًا مع شركة زايس للأعمال البصرية، كانت مسؤولة عن البحث وإنتاج 44 نوعًا أوليًا من الزجاج البصري. ^{[ 8 ]} وفي عام 1895، قام، من خلال عمله على التلسكوبات ، ببناء نظام لعكس الصورة. ^{[ 2 ]}

لإنتاج عدسات موضوعية عالية الجودة، قدم آبي إسهاماتٍ جليلة في تشخيص وتصحيح الانحرافات البصرية ، سواءً الانحراف الكروي أو الانحراف المذنب ، وهو شرطٌ أساسي لوصول العدسة الموضوعية إلى حد الدقة المذكور في المعادلة 1. إضافةً إلى الانحراف الكروي، اكتشف آبي أن الأشعة في الأنظمة البصرية يجب أن يكون لها تكبير زاوي ثابت عبر توزيعها الزاوي لإنتاج بقعة محدودة الحيود، وهو مبدأ يُعرف بشرط جيب آبي . ^{[ 10 ]} كانت حسابات آبي وإنجازاته بالغة الأهمية والتقدم لدرجة أن فريتس زيرنيكه اعتمد عليها في عمله على تباين الطور ، والذي نال عنه جائزة نوبل عام 1953، كما استخدمها هانز بوش في تطوير المجهر الإلكتروني . ^{[ 4 ]}

خلال فترة عمله في شركة كارل زايس للمجاهر ، لم يقتصر دوره على ريادة مجال البصريات فحسب، بل امتدّ ليشمل إصلاح العمل. فقد أسس صحيفة "Jenaische Zeitung" الاشتراكية الديمقراطية عام 1890 ^{[ 14 ]} ، وفي عام 1900، أقرّ نظام العمل ثماني ساعات يوميًا ، تخليدًا لذكرى والده الذي كان يعمل أربع عشرة ساعة يوميًا. ^{[ 8 ]} إضافةً إلى ذلك، أنشأ صندوقًا للمعاشات التقاعدية وصندوقًا لتعويضات التسريح. ^{[ 2 ]} وفي عام 1889، أنشأ إرنست آبي مؤسسة كارل زايس لأبحاث العلوم، وقدّم لها الدعم المالي اللازم. ^{[ 2 ]} وكان هدف المؤسسة "ضمان مستقبل اقتصادي وعلمي وتكنولوجي، وبالتالي تحسين الأمن الوظيفي لموظفيها". ^{[ 8 ]} وقد أكّد على أن نجاح الموظف يعتمد فقط على قدراته وأدائه، وليس على أصله أو دينه أو آرائه السياسية. ^{[ ٨ ]} في عام ١٨٩٦، أعاد تنظيم مصانع زايس للبصريات لتصبح تعاونية بنظام تقاسم الأرباح. ^{[ ٥ ]} حظيت آراؤه الاجتماعية باحترام كبير لدرجة أن الدولة البروسية اتخذتها نموذجًا، وبلورها ألفريد ويبر في كتابه الصادر عام ١٩٤٧ بعنوان " كتابات جماعة هايدلبرغ للعمل من أجل الديمقراطية والاشتراكية الحرة ". ^{[ ١٥ ]}

سُميت فوهة آبي على سطح القمر تكريماً له. ^{[ 16 ]}

كان آبي رائدًا في مجال البصريات وتصميم العدسات والمجهر، ومرجعًا بارزًا في عصره. وقد ترك لنا إرثًا غنيًا من المنشورات التي توثق اكتشافاته واختراعاته. فيما يلي قائمة بمؤلفاته، تتضمن العديد من الروابط إلى صفحاته الممسوحة ضوئيًا على كتب جوجل.

• سيلا، أندريا (نوفمبر 2008). "مقياس انكسار آبي" . الجمعية الملكية للكيمياء . عالم الكيمياء. ص  67. مؤرشف من الأصل في 24 سبتمبر 2015. تم الاطلاع عليه في 6 مايو 2015 .
• فولكمان، هارالد. "إرنست آبي وعمله." البصريات التطبيقية 5.11 (1966): 1720-1731.

• مساهمات آبي
• باسيلك، ريتشارد أ. "تطور مقياس انكسار آبي" . مؤرشف من الأصل في 29 نوفمبر 2021. تم الاطلاع عليه في 11 مايو 2008 .
• المبادئ الأساسية لأجهزة قياس الانكسار (وأجهزة قياس الاستقطاب)
• أوكونور، جون جيه؛ روبرتسون، إدموند إف ، "إرنست آبي" ، أرشيف ماك تيوتور لتاريخ الرياضيات ، جامعة سانت أندروز
• إرنست آبي في مشروع علم الأنساب الرياضي
• سيرة شركة Molecular Expressions
• أعمال إرنست آبي في مشروع غوتنبرغ
• أعمال من تأليف أو عن إرنست آبي في أرشيف الإنترنت
• مقياس انكسار آبي من صنع كارل زايس عام 1904
• قصاصات صحفية عن إرنست آبي في أرشيف صحافة القرن العشرين التابع لـ ZBW