Petzval, Jozef Maximilián#

deutsch: Petzval, Josef Maximilian

* 6. 1. 1807, Szepesbéla (deutsch: Zipser Bela Zipser Bela , Slowakei)

† 19. 9. 1891, Wien

Mathematiker und Physiker

Jozef Maximilián Petzval wurde am 6. Jänner 1807 in Szepesbéla als Sohn eines Volksschullehrers geboren.

Da seine Familie in den Jahren von 1805 bis 1810 im Volksschulgebäude wohnte, wurden dort später eine Petzval-Gedenkstätte und ein Fotomuseum eingerichtet.

Die gesamte Familie war technisch interessiert: sein Vater war auch als Geometer tätig und ließ 1824 zwei Erfindungen patentieren (Perfektionierung des Prinzips der Schlaguhr und die "Polygraph"-Schreibmaschine); Petzvals Bruder Otto Baltazár wurde ein bekannter Mathematiker, Mechaniker und Astronom.

Von Petzval wird überliefert, dass er anfangs ein schlechter Schüler war - seine Lehrer waren angeblich nicht wenig erstaunt zu sehen, dass aus dem ehemals schlechtesten Schüler im Rechnen ein junger Mensch wurde, der Gleichaltrige bald überflügelte und in allen Gegenständen Vorzugsschüler war. Petzval, der eine Ausbildung zum Diplomingenieur absolvierte und als Mathematiker brillierte, wurde 1835 ordentlicher Professor der höheren Mathematik und in dieser Funktion 1837 nach Wien berufen, wo er vierzig Jahre an der Universität lehrte.

Aus seinen Wiener Anfangsjahren ist bekannt, dass er auf dem Kahlenberg wohnte, wo er eine Werkstätte eingerichtet hatte, in der er selbst Linsen schliff, sich als Amateurfotograf betätigte und ein eigenes Atelier betrieb, aber auch, dass er auf einem arabischen Rappen zur Universität ritt, eine Zeitlang als gefürchteter Säbel- und Rapierfechter galt und diese Sportarten auch unterrichtete.

Josef Petzval ist vor allem durch seine Verdienste auf den Gebieten der theoretischen und praktischen Optik, insbesondere im Bereich der Fotografie, bekannt. Er entwickelte auf Anregung Andreas Ettingshausens lichtstärkere Objektive für die Camera Obscura, die in der Daguerrotypie eingesetzt wurden, und stellte neue Grundlagen für die Theorie der Objektive auf. Seine Entwicklung führte zu einer Ausbreitung der Porträtfotografie.

1840 übertrug er die Herstellung dem Optiker Peter Voigtländer. Anfang 1841 ging der Voigtländersche Apparat mit der Petzval-Linse, die sich durch vierzigfach größere Lichtstärke auszeichnete als die bisher verwendeten, in Produktion und ermöglichte durch die stark verkürzte Belichtungszeit die erste Momentaufnahme. In der Folge kam es allerdings zu Zwistigkeiten zwischen Petzval und Voigtländer, die 1845 zum Bruch führten. Petzval schloss einen neuen Vertrag mit dem Wiener Optiker Waibl, der aber noch im selben Jahr wieder gelöst wurde, und arbeitete ab Mitte der Fünfzigerjahre mit dem Optiker Carl Dietzler zusammen. Nach erneuten Berechnungen entwickelte Petzval ein Landschaftsobjektiv, für das Dietzler 1857 das Patent einreichte. Nachdem die Firma in Schwierigkeiten geraten war, musste der gesamte Objektivvorat versteigert werden.

Josef Petzval verstarb 1891 in Wien. Heute noch erinnern sein Ehrengrab auf dem Wiener Zentralfriedhof, ein Relief im Arkadenhof der Wiener Universität und die nach ihm benannte Petzvalgasse im 4. Bezirk an den großartigen Pionier der Fotografie.

Technische Errungenschaften und Erfindungen#

Petzvals drei große Interessensgebiete waren die Optik, die Akustik und die Mechanik, z.T. beschäftigte er sich auch mit Ballistik.

1) Optik

Petzvals Einstieg in das Gebiet der geometrischen Optik begann 1839. Als Petzvals Kollege und Freund, A. von Ettingshausen, ihm 1839 von Daguerres Erfindung der Daguerreotypie (die erste Form einer dauerhaften Fotografie) und über die Probleme der viel zu langen Belichtungszeit berichtet hatte, richtete Petzval eine optische Werkstätte ein und beschäftigte sich mit dem Problem.

Nach langwierigen und komplizierten Berechnungen hatte Petzval 1840 schließlich ein vierlinsiges Porträtobjektiv, sowie ein vierlinsiges Landschaftsobjektiv (beide als 'Petzval-Linse' bezeichnet) erfunden. Mit diesen komplexen Linsen wurden erstmals Momentaufnahmen möglich. Diese optischen Erfindungen waren zur damaligen Zeit v.a. für die Artillerie wichtig, wodurch er auch von deren Seite Unterstützung bekommen hatte.

Petzval überließ diese Erfindung seines Porträtobjektivs ohne einen Vertrag auszuhandeln dem Wiener Unternehmer P. W. F. von Voigtländer gegen eine sehr geringe einmalige Zahlung und ohne Patentierung. Dies führte später zu einem lange anhaltenden Streit zwischen Petzval und Voigtländer: Voigtländer baute seit 1841 Petzvals Linsen in die von Voigtländers Firma produzierten Daguerrotypie- Kameras ein und verdiente damit ein Vermögen, gab jedoch Petzval nichts davon ab.

Dieses Porträtobjektiv Petzvals wurde bis in die 1920er (oft unter anderen Namen) in vielen Fotoapparaten verwendet und wird auch heute noch in Projektoren eingesetzt.

Mit den Landschaftsobjektiven war Petzval zunächst unzufrieden, machte einige Nachbesserungen und ließ sie erst 1857 patentieren und produzieren ('Photographischer Dialyt', entsprechende Kameras wurde anschließend von Dietzler produziert). Der kommerzielle Gewinn blieb für Petzval jedoch auch hier aus.

Weitere optische Erfindungen Petzvals waren:

• Opernglas
• Perfektionierung des Fernrohres und des Mikroskops (1843)
• Berechnungen für leistungsfähige Feldstecher und Konstruktion neuartiger Scheinwerfer (1847)
• spezielle Spiegellampe ('Petzval-Lampe') für von ihm entwickelte lichtstarke Projektionsapparate
• Erfinder des modernen anastigmatischen Linsensystems
• Gerät für photogrammetrische Messungen (1860) Astro-Petzval-Objektiv (für Astronomie bedeutend, da Fotografieren von Galaxien und Sternenfeldern verzerrungsfrei möglich gemacht wurden; wurde von einigen deutschen Optikfirmen (Töpfer, Voigtländer, Zeiss) noch bis in die 1940er Jahre produziert)

Petzvals größter Beitrag zur Optik sind jedoch die theoretischen Grundlagen für Konstruktion und Korrektion von optischen Linsensystemen und Berechnungen zur Theorie der Abbildungsfehler optischer Systeme. Dennoch fanden seine Arbeiten in der Optik nie Anerkennung.

Nach einem Einbruch in sein Haus 1859, bei dem Manuskripte gestohlen wurden (u.a. zu einem bereits abgeschlossenen mehrbändigen Fachbuch über Optik), hat er sich jedoch nie mehr mit der Optik befasst und widmete sich fortan der Akustik.

2) Mathematik

Petzvals Hauptaugenmerk lag in der Mathematik stets darin, dass diese anwendbar und praktisch sein solle. So arbeitete er u.a. an Anwendungsmöglichkeiten der Laplace-Transformation. Auch das Fechten oder den Gang des Pferdes versuchte Petzval mathematisch zu lösen.

Von 1828-1835 arbeitete Petzval als städtischer Ingenieur in Budapest, wo er v.a. Fachmann für Hochwasservorbeugung und Abwasserkanäle war.

3) Akustik

Petzval beschäftigte sich auf diesem Gebiet hauptsächlich mit Saitenschwingungen, Differentialgleichungen der Saitenschwingungen und der mathematischen Theorie der Musikinstrumente. Er konstruierte auch ein Klavier mit drei Tastenreihen und arbeite an der Theorie der Tonsysteme.

Eponyme

Die Petzval-Fläche ist die zumeist gekrümmte Bildfläche eines unkorrigierten optischen Systems (Rotationsparaboloid). Bei Einhaltung der Petzval-Bedingung ist die Petzval-Fläche eben.

Publikationen (Auswahl)#

• Bericht über die Ergebnisse einiger dioptrischen Untersuchungen, 1843
• Integration der linearen Differentialgleichungen mit einem konstanten oder variablen Koeffizienten, 1847
• Integration der linearen Differentialgleichungen (in 2 Bänden), 1853-59
• Bericht über optische und dioptrische Untersuchungen (Sitzungsberichte), 1857

Weiters etwa 90 Mathematikstudien und zahlreiche Manuskripte, die z.T. erst Jahre nach Petzvals Tod gefunden worden waren (z.B.: 'Theorie der Tonleitersysteme', 'Theorie der Stützlinien' und 'Petzvals siebenstellige Logarithmen').

Das von ihm lange Jahre vorbereitete, mehrbändige Optik-Lehrbuch ist leider nie erschienen (bei Einbruch gestohlen worden).

Auszeichnungen, Ehrungen (Auswahl)#

• Petzval war Mitglied und Ehrenmitglied mehrerer Akademien und Gesellschaften: u.a. Akademie der Wissenschaften in Wien, Ungarische Akademie der Wissenschaften und Union der tschechischen Mathematiker und Physiker
• Träger der französischen Charles-Chevalier-Platinmedaille.
• seit 1964 befindet sich in Petzvals Geburtshaus das Jozef-Maximilián-Petzval-Museum der Geschichte der Foto- und Kinematografie
• 2007 wurde die slowakische Silber-Gedenkmünze zu Petzvals 200. Geburtstag ausgegeben
• ihm zu Ehren wurden außerdem ein Krater auf der Kehrseite des Mondes, ein 1980 entdeckter Planetoid, sowie diverse Straßen und Statuen in der heutigen Slowakei, Österreich und Ungarn nach ihm benannt
• seit 1928 verleiht das österreichische Unterrichtsministerium die 'Petzval-Medaille' für besondere Leistungen auf dem Gebiet der wissenschaftlichen Fotografie
• Petzvals Ehrengrab befindet sich auf dem Wiener Zentralfriedhof (Gruppe 14 A, Nummer 4)

Zitate
"Ich habe das Licht bezwungen, ich habe es fest in der Hand, weil es in der Welt zu viel Dunkelheit gibt".

"Die Menschheit existiert nicht um der Wissenschaft willen, sondern die Wissenschaft sollte betrieben werden, um die Bedingungen der Menschheit zu verbessern".

"Die Ursache, dass wir über ihn bisher keine Biographie besaßen, liegt hauptsächlich darin, dass er selbst mit Beharrlichkeit daran festhielt, niemand etwas über seine privaten Verhältnisse mitzuteilen; er ging darin so weit, dass er beispielsweise in dem alljährlich erscheinenden Almanach der Kaiserlichen Akademie der Wissenschaften, in welchem neben den Namen der Mitglieder auch das Datum und der Ort der Geburt angeführt erscheint, für sich in diese Rubrik stets einen bloßen Punkt eingesetzt hatte. Dazu kam, dass er einen Hang zur Zurückgezogenheit hatte, der in seinem späteren Alter zu gänzlicher Abgeschlossenheit ausartete, so dass jeder Versuch, von ihm etwas in Erfahrung zu bringen, kläglich scheiterte".

Weiterführendes#

• Josef Maximilian Petzval, Ehrengrab (Gedenktafeln)

Quellen#

• AEIOU
• Petzval Joseph (1870), C. von Wurzbach, In: Biographisches Lexikon des Kaiserthums Österreich, Band 22, Wien
• Das große Buch der Österreicher – 4500 Personendarstellungen in Wort und Bild (1987), ed. W. Kleindel & H. Veigl, Verlag Kremayr & Scheriau, Wien, 615 S.
• Personenlexikon Österreich (2002), (Hrsg.) E. Bruckmüller, Buchgemeinschaft Donauland (u.a.), Wien, 575 S.
• Österreichische Zentralbibliothek für Physik
• www.photohistory.at
  
• Wissenschaftskalender