Julius zette Minnaert meteen aan het werk om zijn spectrograaf te installeren in zijn Heliofysisch Instituut. Het installeren van dit kostbare onderzoeksinstrument had een voorgeschiedenis van een kwart eeuw (zie de Appendix16over deanomale dispersie en de zonnetheorie van Julius). Zij werd uitgerust met een Rowlandtralie
van 600 groeven op een millimeter en moest in de jaren twintig slechts de
observatoria van Mount Wilson (VS) en Arcetri (Italië) als meerdere erkennen. De rechtervleugel van hetFysisch Laboratorium werd voorzien van balken en vloeren van gewapend beton om de resonanties te dempen. Op het dak stond een apparaat datcoelostaat wordt genoemd en dat bestaat uit twee zware spiegels: de ene draait mee met de beweging van de zon en weerkaatst het licht naar een tweede spiegel, die het in de zonnekijker werpt.17Dertien meter lager verscheen een zonsbeeld met een middellijn van 12 centimeter. Op dezelfde plaats lag ook de intreespleet van de spectrograaf.
Schematische tekening van Julius' spectograaf in Utrecht (1919).
Minnaert moest het volgmechanisme van de coelostaat ontwerpen en schreef aan Burgers:18‘Het was een langdurig werk; alle halve minuten moest een stand opgetekend worden van een lichtlijntje, teruggekaatst door de draaiende
coelostaatspiegel; daaruit werden dan de onregelmatigheden berekend; alleen voor 't wormwiel duurde 't onderzoek 48 uur en dat boven op het dak, terwijl het zo hard vroor dat de inkt in mijn inktpot gestold was! Toen kwam er een curve uit met dubbele periode, overeenstemmend met de omlooptijd van twee raderen uit het uurwerk; die hebben we nieuw laten maken om de golving te doen verdwijnen. Dan moest de regulator van Foucault geregeld en isochroon gemaakt; wat een leuk,
eenvoudig-ingewikkeld toe-
stelletje is me dat! Daarna ging ik dan aan 't verzilveren der spiegels volgens de methode van Mount Wilson; dat lukte vrij goed.’ Minnaert hield van het oplossen van technische puzzels en bleek de juiste man op de juiste plaats.
Het belangrijkste onderdeel van de opstelling is de spectrograaf. De intreespleet zit in een plaat boven aan een vier meter lange metalen buis. Aan de onderkant ervan werd de tralie bevestigd. De buis is kantelbaar over een stalen kogel in de put van de kelder: met de hand kan een deel van het meterslange spectrum worden geselecteerd door de tralie iets te draaien. Ook kan het zonsbeeld via een tweede spleet op de werktafel bij een geselecteerde golflengte als ‘spectroheliogram’ gefotografeerd worden door de spectrograaf onder het zonsbeeld door te laten bewegen.
Minnaerts rol blijkt indirect uit een artikel van maart 1923 waarin Julius trots zijn Instituut beschreef.19
Het verhaal vermeldt geen enkele naam, maar op de slotpagina staan tweespectroheliogrammen ‘door Dr. Minnaert met het Utrechtse
spectraaltoestel verkregen in twee lichtsoorten uit de nabijheid van de calciumlijn K, op 11 September 1919’. Dat moet een eerbetoon geweest zijn.
Minnaert schreef Burgers enthousiast20dat die wel gehoord zou hebben van Julius' zonnetheorie. Hij moest die theorie onderbouwen met behulp van de spectrograaf en dezelfregistrerende microfotometer van Julius' assistent W.J.H. Moll:21
‘Het was een ingewikkeld mechaniek, waarbij schuifjes op en neer gingen, diafragma's zich openden en sloten, het prisma en de registreertrommel telkens enkele graden draaiden en een telwerk bij iedere nieuwe stand een plaats opschoof.’ In tweehonderd stappen, wat neerkwam op twee uur, werd volledig automatisch de intensiteit in een stuk van het spectrum opgenomen. Moll was een van de eerste natuurkundigen die een automatische registreertechniek wisten in te voeren. Minnaert was een van de eersten die er ervaringen mee opdeed.
Een lichtbundel tast dus de donkere en lichte strepen van het spectrogram op de bewegende fotografische plaat af: een thermo-element meet het warmte-effect van het doorgelaten licht, dat via de uitslag van een gevoelige stroommeter op een bewegende papierrol wordt omgezet in eenprofiel van de fraunhoferlijn. Minnaert schreef lyrisch:22‘Een stukje spectrogram van enkele millimeters wordt aldus omgezet in een prachtig registrogram van een tiental centimeter leng-
De microfotometer van Moll.
Enkele Å van de profielen uit de microfotometer in de buurt van de oranjegele Na. D. lijn.
te dat er uitziet als een bewogen berglandschap met pieken en glooiende dalen. Men onderscheidt duidelijk de enkelvoudige lijnen en de plaatsen waar twee of meer lijnen bijna samenvallen en half met elkaar versmolten zijn; flauwe inzinkingen, die het oog nooit zou opmerken bij het bestuderen van de plaat, worden feilloos door de microfotometer opgetekend; en al deze bijzonderheden worden zódanig weergegeven dat de doorlating van de plaat in elk punt kwantitatief en exact af te lezen is. Het gehele spectrum, op ietwat behoorlijke schaal in een registrogram omgezet, zou een ontzaglijke kromme worden van ongeveer 100 meter lengte.’ Hij vond het sensationeel:23‘Ik herinner me dat onze eerste microfotometrische registratie van een klein deel van het zonnespectrum onmiddellijk het zeer ambitieuze plan genereerde van een complete fotometrischeAtlas.’
De citaten zijn herinneringen. Er was in die beginjaren veel creatief werk nodig voordat de doormeting van de fotografische platen uitsluitsel zou geven over de intensiteit van de fraunhoferlijnen. Minnaert liep daarbij voorop. Zijn bewondering voor Julius leek in die eerste Nederlandse jaren grenzeloos te zijn.