José Petzval

Joseph Petzval cursó la escuela primaria en Késmárk y comenzó sus estudios secundarios en Késmárk y Podolin (en alemán: Pudlein, actualmente Podolínec, Eslovaquia). El 1 de octubre de 1819 regresó con su familia a Lőcse e ingresó en el bachillerato. Tanto en la primaria como en el bachillerato, se destacó entre los mejores de su clase en latín (idioma oficial del Reino de Hungría) y religión; sin embargo, tenía dificultades con el húngaro . Antes de llegar a Lőcse, también tenía un bajo rendimiento en matemáticas. En Lőcse, sin embargo, mejoró notablemente en esta materia.

Una anécdota sobre Petzval es la siguiente: Cuando su familia ya había decidido que se dedicara a la zapatería, Petzval leyó durante las vacaciones de verano, justo después de terminar el cuarto curso de primaria. Se preparaba para repetir el curso de matemáticas. Tras terminar el libro, el niño que había tenido dificultades con las matemáticas se convirtió rápidamente en un genio matemático .

Tras finalizar el bachillerato, Petzval decidió ingresar en el Institutum Geometricum, la facultad de ingeniería de la Universidad Pester. Previamente, tuvo que cursar un liceo de dos años , al que asistió entre 1823 y 1825 en Kassa (en alemán: Kaschau, hoy Košice, Eslovaquia ). A su llegada en 1823, Petzval ya dominaba el latín, el análisis matemático, la literatura clásica y la estilística. Además del eslovaco , hablaba con fluidez checo, alemán y húngaro. Con la ayuda de su padre, también aprendió francés e inglés. ^{[ 9 ]}

Petzval era deportista y jinete. De niño, viajaba con frecuencia con su familia a los Altos Tatras . Era un reconocido esgrimista y luchador de ring en Viena. Heredó de su padre el talento musical. Se dice que, mientras daba clases en Viena, siempre iba a sus conferencias montado en un caballo árabe negro.

Petzval no compartió muchos detalles de su vida privada y, por lo tanto, fue relativamente enigmático para los demás durante su vida. El Dr. Ermenyi lo describió en su libro, La vida del Dr. Josef Petzval.

" ...llegó incluso a insertar siempre un punto sin importancia, por ejemplo, utilizar el anuario anual de la Academia Imperial de Ciencias, en el que, aparte de los nombres de los miembros, aparecen la fecha y el lugar de nacimiento mencionados anteriormente en esta columna. "

Al final de su vida vivió cada vez más aislado en su "castillo" en Kahlenberg, con solo su caballo como compañía, aunque varias academias y sociedades académicas lo nombraron miembro (miembro de la Academia de Ciencias de Viena (1846/1849), miembro externo de la Academia Húngara de Ciencias (1873), miembro honorario de la Unión de matemáticos y físicos checos (1881), portador de la Medalla de Platino de Charles Chevalier francesa, entre otras).

Petzval se exigía mucho a sí mismo y a los demás. Esto probablemente estaba relacionado con su carácter crítico, polémico y sarcástico, que le acarreó numerosos conflictos, sobre todo en el ámbito de las matemáticas.

Petzval tuvo una controversia con Christian Doppler sobre problemas de acústica, y Doppler respondió en 1852 con un libro titulado "Observaciones sobre las objeciones planteadas por el profesor Petzval contra la corrección de mi teoría".

En particular , Petzval se vio envuelto en largas disputas con el empresario Voigtländer. Estas comenzaron en 1845, cuando Petzval planteó por primera vez la cuestión del fraude. Dado que Petzval solo poseía una patente en Austria, Voigtländer trasladó su producción a Braunschweig , Alemania , donde fabricó unas 60 000 lentes Petzval en los siguientes 20 años. Por su parte, Petzval colaboró ​​desde 1854 con el fabricante austriaco de óptica Dietzler. Las lentes de este último se comercializaban en Austria como " Dialyt fotográfico ", mientras que Voigtländer las comercializaba en Alemania y Austria como "Voigtländer Orthoskop". Tras nuevas injerencias de Voigtländer, Dietzler quebró en 1862. Cuando Petzval amenazó con emprender acciones legales, Voigtländer cerró su fábrica austriaca en 1866. Petzval podría haber transferido entonces la comercialización, pero había renunciado a trabajar con óptica después de que robaran en su casa en 1859 y se dedicó en cambio a la acústica. En 1862, también dejó de impartir clases sobre óptica.

Los mayores logros de Petzval residen en su trabajo con la óptica geométrica . En 1839, Louis Daguerre presentó el daguerrotipo , el primer proceso fotográfico de éxito comercial. El calotipo de Fox Talbot se había descubierto antes, pero no tuvo éxito comercial. Petzval conoció el invento gracias a su amigo, el profesor vienés Andreas von Ettingshausen . El daguerrotipo presentaba problemas, ya que requería tiempos de exposición de hasta 30 minutos para crear un retrato. Impulsado por Ettingshausen, Petzval estableció un taller y un laboratorio en Kahlenberg , Viena , y, tras seis meses de complejos cálculos, diseñó lentes objetivos mejoradas para retratos y fotografía de paisajes . Dado que la artillería era una de las pocas ocupaciones que utilizaban cálculos matemáticos avanzados en aquella época, el archiduque Luis cedió ocho artilleros y tres cabos para los trabajos de cálculo. Los cálculos que estos hombres realizaron de forma conjunta se han considerado un ejemplo temprano (aunque humano) de ordenador paralelo .

El objetivo para retratos de Petzval ( Petzval Porträtobjektiv ) era un objetivo anacromático doble (con cuatro lentes en tres grupos) prácticamente sin distorsión. La intensidad luminosa de este objetivo plano para retratos era considerablemente superior a la del estándar daguerro de 1839, el objetivo Wollaston Chevalier ( f /16 ). La apertura f /3.6 y una distancia focal de 160 mm permitieron tiempos de exposición mucho más cortos: de tan solo 15 a 30 segundos, en comparación con los 10 minutos anteriores. De este modo, por primera vez, fue posible tomar fotografías instantáneas. 

El objetivo para retratos constaba de una lente doble cementada en la parte frontal ( f /5 ) y una lente doble con una abertura en la parte posterior. La lente doble trasera era necesaria para corregir los errores esféricos y de coma. El objetivo Chevalier utilizaba dos lentes dobles cementadas, pero fue reemplazado inmediatamente por el objetivo Petzval, por lo que el Petzval Porträtlinse fue el primer objetivo cementado de uso generalizado. Los primeros objetivos para retratos eran bastante pequeños y tenían un diámetro de 2,6 cm. Los objetivos Petzval de 1856 fabricados por Dietzler tenían un diámetro de 15 cm y un peso de 15 kg, con los que se podían realizar retratos de 33 x 42 cm.    

En 1840, Petzval autorizó al empresario vienés Peter Wilhelm Friedrich von Voigtländer a fabricar la lente a cambio de un pago único de 2000 florines, sin patente ni contrato, lo que posteriormente dio lugar a una polémica duradera entre Petzval y Voigtländer. Este último, tras confirmar el proceso mediante sus propios cálculos, fabricó un prototipo en mayo de 1840 y comenzó la producción de la lente para las cámaras de daguerrotipo en 1841, amasando una fortuna en el proceso. Las cámaras termiónicas se fabricaban en latón y utilizaban placas de daguerrotipo redondas con un diámetro de exposición de 8  cm. En 1841, se fabricaron 600 de estas cámaras, que se vendieron a un precio de 120 florines. Voigtländer recibió una medalla en la Exposición Universal de París por este logro. Estas primeras cámaras con cuerpo metálico fueron prototipos de las cámaras modernas actuales. Tuvieron que pasar otros 50 años hasta que se comercializó una cámara mejorada. El objetivo para retratos de Petzval se utilizó hasta la década de 1920 (a menudo con otros nombres) en cámaras y se sigue utilizando hoy en día en proyectores. Este objetivo desempeñó un papel importante en el desarrollo de la fotografía y la cinematografía.

A pesar de todas sus aparentes mejoras, Petzval no quedó satisfecho con el objetivo y, tras algunas modificaciones, dejó que otros lo produjeran y patentaran. La cámara con el nuevo objetivo para paisajes, fabricada por Dietzler, contaba con una cámara ligera plegable con doble fuelle. Petzval nunca obtuvo beneficios comerciales con este objetivo.

Entre las demás obras de Petzval se encuentran la invención de los prismáticos de ópera, los cálculos de sistemas de lentes que llevaron al perfeccionamiento de un telescopio y un microscopio (1843), los cálculos para binoculares eficientes y la construcción de nuevos reflectores (1847). Sin embargo, su plan para la construcción de sistemas de iluminación para barcos en el Danubio no pudo llevarse a cabo. Su lámpara de espejo especial (lámpara Petzval), que permitía un aprovechamiento máximo de la energía lumínica, se utilizó especialmente para los proyectores brillantes que él mismo desarrolló. Según los registros de su legado, Petzval también puede considerarse el inventor del moderno sistema de lentes sin astigmática. Alrededor de 1860, Petzval realizó mediciones fotogramétricas utilizando equipos que él mismo había diseñado. Asimismo, demostró científicamente que los compuestos sólidos incandescentes emiten más luz que los gases en combustión. Carl Freiherr Auer von Welsbach aplicó posteriormente este principio a la lámpara de gas que diseñó.

Los logros de Petzval se utilizan hoy en día en cinematografía, astronomía y meteorología. El objetivo Astro-Petzval se utiliza en astronomía. Este objetivo permitía una ilustración sin distorsión de gran parte del cielo, además de fotografiar galaxias y campos estelares. Empresas ópticas alemanas (Töpfer, Voigtländerkorrigie, Zeiss ) fabricaron el objetivo Petzval hasta la década de 1940. Las mayores contribuciones de Petzval a la óptica son sus fundamentos teóricos para la construcción y corrección de sistemas de lentes ópticas. Realizó un trabajo fundamental para la teoría de la aberración en sistemas ópticos. Algunos términos centrales de este campo recibieron posteriormente el nombre de Petzval:

• La superficie de Petzval es el plano de imagen generalmente curvado de un sistema óptico sin ajustar.
• En caso de que se cumpla la condición de Petzval, la superficie de Petzval es uniforme.

Para pesar de los físicos, Petzval nunca publicó una obra óptica en varios volúmenes ya preparada.

En matemáticas, Petzval hizo hincapié en la aplicabilidad práctica. Afirmó: «La humanidad no existe por la ciencia, sino que la ciencia debe utilizarse para mejorar las condiciones de la humanidad». Trabajó en aplicaciones de la transformada de Laplace . Su trabajo fue muy exhaustivo, pero no del todo satisfactorio, ya que no pudo utilizar una integración de aristas para invertir la transformada. Petzval escribió un artículo en dos volúmenes, así como una extensa obra sobre este tema. Una controversia con el estudiante Simon Spritzer, quien acusó a Petzval de plagiar a Pierre-Simon Laplace , llevó a los matemáticos George Boole y Jules Henri Poincaré, influenciados por Spritzer, a bautizar posteriormente la transformada con el nombre de Laplace. Petzval intentó representar matemáticamente prácticamente todo en su entorno. Así, intentó modelar matemáticamente la esgrima o el recorrido del caballo. Su obsesión por las matemáticas finalmente lo condujo al descubrimiento del objetivo del retrato.

En el estudio de la acústica , Petzval se interesó especialmente por las oscilaciones de las cuerdas , las ecuaciones diferenciales de dichas oscilaciones y la teoría matemática de los instrumentos musicales. Diseñó un piano con tres secuencias de teclas. Petzval desarrolló una teoría sobre las oscilaciones de las cuerdas tensadas, así como su propia teoría sobre los sistemas tonales.