Skip to main content

רוברט וילהלם בונזן

Robert Wilhelm Bunsen - נולד: 1811, נפטר: 1899 (גרמני)

גורמי השמיים

אריסטו האמין שגרמי השמיים נבראו מחומרים שונים מאלה שאנו מוצאים על פני כדור הארץ. אחרי הכל - מה מחזיק אותם שם למעלה!?

במשך כ- 1,800 שנה אריסטו היה הסמכות העליונה (כמעט האלוהית), ואיש לא פקפק ברוב האמונות שלו. בתקופת הרנסאנס באירופה ואחריה נוצרה האפשרות להטיל ספקות ברעיונותיו של אריסטו, במישור התיאולוגי והפילוסופי. אבל רק במאה ה- 19 באו לעולם האמצעים הדרושים לבדיקת החומרים שמהם עשויים השמש והכוכבים. רוברט בונזן יחד עם גוסטוב קירכהוף (Kirchhoff) היו אלה שנתקלו במפתח לבדיקה הזאת והשכילו ליישם אותה!

הסיפור מתחיל בשנת 1802, כשהכימאי האנגלי וויליאם וולסטון (Wollaston) הבחין בכך שכשאור השמש מועבר דרך פריזמה (מנסרה), אפשר לראות פה ושם קווים כהים ודקים בקשת-הצבעים (ספקטרום). כמעט מאה וחמישים שנה קודם הבחין ניוטון שכשהאור הלבן של השמש עובר דרך פריזמה, הוא נשבר לקשת של צבעים, אך למרבה הפלא, הוא לא ראה את הקווים הכהים האלה - לא ראה אותם או לא שם לב אליהם; ייתכן שהאמצעים האופטיים שעמדו לרשותו לא היו מספיק טובים, והראייה היטשטשה. וולסטון חשב שהקווים האלה הם "הגבולות הטבעיים" בין הצבעים, והוא לא התעמק בכך יותר. מה שנתברר כהחמצה גדולה של הזדמנות.

ב-1814 צליח הגרמני יוזף פון פראונהופר (J. Von Frauohfer), בעזרת אופטיקה משוכללת יותר, לספור 574 קווים כאלה, ואפילו הצליח לראות קווים דומים, אף כי לא בדיוק זהים, באור הכוכבים. אבל גם הוא החמיץ את משמעות ההבחנה הזאת שלו.

טביעת-אצבע של היסודות

בשנים הבאות גילו הכימאים שיסודות שונים מפיקים צבעים שונים כשהם נשרפים. ב-1859 עלה במוחו של גובטב קירשנהוף רעיון מבריק: להעביר את האור הזה דרך פריזמה. יחד עם בונזן, הוא גילה מיד שלספקטרום שנוצר כתוצאה מכך יש קווים בהירים על רקע רציף, שתבנית הקווים שונה לכל אחד מן היסודות הכימיים, ושאחדים מן הקווים האלה חופפים את הקווים הכהים של ספקטרום השמש (הסולארי).

בונסן וקירשנהוף הבינו מיד את ההשלכות האדירות שיש לתגליות האלה, והתחילו לנצל אותן. התבנית של הקווים הבהירים יצרו "טביעות אצבעות" ייחודית לכל יסוד ויסוד, באופן שכשבחנו את הספקטרום של חומר לא מוכר (ולשם כך נדרשו רק כמויות זעירות), היה אפשר לזהות במהירות את היסודות המרכיבים אותו. מאז ועד היום ממשיך הספקטרוסקופ של בונזן וקירשהוף לשמש מכשיר מרכזי בכימיה אנליטית.

מבער בונזן

בונזן נתקל בבעיה טכנית: להבות הניזונות מגז רגיל אינן חמות במיוחד, ומה שחמור יותר - הן מאד מאירות, כך שהיה קשה לאתר על הרקע הבהיר את הקווים הבהירים של החומר השרוף. בונזן שם לב לכך שתערובת של אוויר וגאז בוערת בטמפרטורה גבוהה יותר ובפחות אור מאשר להבה של גז טהור. הרעיון היה שלו, ואף על פי שהתכנון והבניה המקוריים מיוחסים לטכנאי, פיטר דסאגה (P. Desaga) המיתקן מוכר לכל תלמיד תיכון כ"מבער בונזן".

המבער הזה הוא חלק חשוב ביותר בספקטרוסקופ. המרכיבים האחרים של הספקטרוסקופ הראשון היו "פריזמה, תיבת סיגארים, ושני קצוות של טלסקופים ישנים, שמכל מבחינה אחרת היו בלתי שמישים בעליל". בונזן וקירשהוף התחילו להשתמש במכשיר הזה, ובתוך זמן קצר גילו שני יסודות חדשים: שתי מתכות אלקליות, שאותם הם כינו "צסיום" ו"רובידיום", הלא הם השמות הלטיניים לשני הצבעים העיקריים של קווי-הספקטרום שלהם: הכחול והאדום בהתאמה.

ניתוח הכוכבים

חלקה השני של תגליתם - הדימיון שבין הקווים הבהירים בספקטרומים של להבה לבין הקווים הכהים בספקטרום של השמש - היה אולי חשוב עוד יותר. בונזן וקירשהוף הבינו שהיסודות בהחלט יכולים לקלוט באופן סלקטיבי אור באותם צבעים שהוא משחרר כשהוא חם. (את הסיבה לכך הבינו לגמרי רק בשלב הרבה יותר מאוחר.) הם השוו את הקווים הכהים של פראונהופר עם הקווים הבהירים שהם הפיקו מלהבות, וגילו כמה "טביעות אצבעות" זהות! בכך הוכיחו סופית שאריסטו שגה, ושהקווים הכהים בספקטרום הסולארי, מקורם בקליטת אור השמש ביסודות המצויים על פני השמש, אותם יסודות המצויים גם על פני כדור הארץ. במקביל איפשרה התגלית שלהם להגדיר את מרכיביהם של השמש והכוכבים הקווים האלה היו עתידים "לגלול חזרה את השמיים בצורה מדהימה אף יותר משהטלסקופ עשה זאת", כך ניסח את הדברים איזאק אסימוב (I. Asimov), היסטוריון המדע.

נשוי לעבודתו

בונזן תרם רבות במיגוון גדול של תחומים - החל מגיאולוגיה וכלה בצילום. אחרי מסע שעשה באיסלנד, ניסה להבין כיצד פועלים גייזרים, ואף בנה דגם פעיל שלהם. הוא טיהר את המגנזיום המתכתי, ומצא ששריפת מגנזיום טהור יוצרת אור בהיר מאד. במשך למעלה ממאה שנה שימשה הבערת מגנזיום לצילומי הבזק (פלאש). (האם אתם זוכרים את נורות-ההבזק שבהן השתמש השחקן קארי גראנט כדי להגן על עצמו אמנם לא בהצלחה - בסרט "החלון האחורי" של היצ'קוק?) בונזן העיד על עצמו שהיה כל כך עסוק בעבודתו המדעית, ש""מעולם לא היה לו זמן להתחתן". ואם לצטט שוב את אסימוב, "האמירה הזאת בוודאי לא היתה הלצה גמורה, מפני שעבודתו היתה תובענית לא פחות מאשר משפחה, וגם לא תמיד נדיבה ביחסה כלפיו".

נוצר בתאריך: 31/03/09
עודכן בתאריך: 06/04/11