GUSTAV KIRCHHOFF: BIOGRAFI, LOVE, BIDRAG, VÆRKER - BIOGRAFIER - 2025

Gustav Kirchhoff (1824-1887) var en tysk fysiker født i marts 1824 i daværende østlige Preussen. I løbet af sin videnskabelige karriere gav han vigtige bidrag inden for områder som elektricitet, spektroskopi eller måling af stråling fra sorte kroppe.

Fra en meget ung alder blev Kirchhoff opfordret af sin familie til at dedikere sig til universitetsundervisning. Da han i gymnasiet viste sine gode betingelser for matematik, besluttede han at vælge dette emne, skønt i den fysisk-matematiske gren. På Königberg, hvor han studerede, kom han i kontakt med vigtige videnskabsfolk, der havde indflydelse på hans forskning.

Gustav Kirchhoff - Kilde: Smithsonian Libraries under Public Domain

Uden at have afsluttet sine universitetsstudier endnu, præsenterede Kirchhoff nogle af sine første værker. Blandt de mest fremtrædende er de to sæt love, der bærer hans navn. Den ene er dedikeret til termisk stråling, selvom den vigtigste var lovene i forbindelse med elektroteknik.

Kirchhoff tilbragte det meste af sin karriere på University of Heidelberg, på trods af at han modtog tilbud fra andre mere berømte centre. Først i sin alderdom og med en temmelig usikker helbredstilstand flyttede han til Berlin. På trods af dette forblev han aktiv indtil hans død, i oktober 1887.

Biografi

Gustav Robert Kirchhoff blev født i Königberg (dengang hovedstaden i Østlige Preussen) den 12. oktober 1824. På det tidspunkt var byen kendt for sin intellektuelle aktivitet, til det punkt, at den fik tilnavnet "City of Pure Reason."

Hans familie tilhørte den lokale elite, da hans far var en advokat kendt for sin hengivenhed til den prøyssiske stat.

Gustavs høje intellektuelle evner begyndte at vise sig fra en meget ung alder. Derudover blev hans uddannelse ledet af hans far, der forpligtede sig til at tjene Preussen.

Begge faktorer fik hans faglige trin til at blive fokuseret på at blive universitetsprofessor, da det på det tidspunkt var offentlige embedsmænd, der faldt sammen med hans fars ønske om, at han stillede sine færdigheder til tjeneste for sit land.

Uddannelse

Kneiphof-instituttet var det sted, hans familie valgte for den unge Gustav til at gå på gymnasiet. I dette center begyndte han at vise sine gode betingelser for matematik, hvilket førte til, at han orienterede sine universitetsstudier mod dette emne.

Kirchhoff gik ind på universitetscentret i hans hjemby, Albertus Universitet. Denne institution var kendt for seminaret om matematisk fysik oprettet af Franz Neumann (betragtet som far til teoretisk fysik i landet) og af Carl Gustav Jakob Jacobi (en af ​​de mest fremtrædende matematikere i tiden).

Den fremtidige videnskabsmand deltog i dette seminar mellem 1843 og 1846. Han kunne imidlertid ikke drage fordel af læren fra Jacobi, der var syg, og af denne grund var det Neumman, der havde den største indflydelse på hans træning.

Neumann var begyndt at være interesseret i elektrisk induktion på denne dato og havde offentliggjort sine første to værker om induktion i 1845. Dette fik Kirchhoff, som en discipel af hans, også til at begynde at være opmærksom på dette emne. Desuden studerede han også matematik hos Friedrich Jules Richelot.

Første publikationer

Allerede i 1845, da han stadig studerede, præsenterede Kirchhoff et værk om strømmen af ​​elektricitet i en cirkulær plade. Denne undersøgelse vil senere være grundlaget for hans doktorafhandling.

Samme år tog han som reference en teori, der blev præsenteret af en anden fysiker, Georg Simon Ohm, for at formulere, hvad der ville blive kendt som Kirchhoffs lovgivning om elektroteknik.

Overførsel til Berlin

Den første konsekvens af offentliggørelsen af ​​Kirchhoffs love var, at forfatteren modtog et legat til at fortsætte sin uddannelse i Paris. Situationen i Europa på det tidspunkt var imidlertid meget anspændt, især mellem Preussen og Frankrig, som til sidst ville gå i krig i 1870.

Af denne grund afviste Kirchhoff muligheden for at flytte til den franske hovedstad. I stedet bosatte han sig i Berlin, hvor han begyndte at arbejde som Privatdozent (en professor, der ikke fik nogen løn) på universitetet i denne by.

I den periode, hvor han udførte denne aktivitet, stoppede videnskabsmanden ikke med at offentliggøre resultaterne af sin forskning. Blandt disse fremhævede han sit bidrag til teorien om elektriske og elektrostatiske strømme.

Hans næste destination var Breslau (i dag kaldet Wroclaw), hvor han blev udnævnt til ekstraordinær professor.

Heidelberg Universitet

Kirchhoffs ophold i Breslau varede et år, fra 1851 til 1852. I løbet af denne periode blev fysikeren ven med Robert Bunsen, en velkendt kemiker.

Det var Bunsen, der overbeviste Kirchhoff om at forlade byen for at begynde at arbejde som fysiklærer i Heidelberg. Samarbejdet mellem de to venner var meget frugtbart, og begge blev faste på møderne, der blev gennemført af en gruppe forskere organiseret af Hermann von Helmholtz.

Gustav Kirchhoff giftede sig i 1857 med datteren til sin tidligere matematiklærer på Konigsberg. Hans kone, Clara Richelot, døde imidlertid i 1869, hvorefter forskeren blev alene i plejen af ​​de fem børn, de havde til fælles. I 1872 giftede videnskabsmanden sig igen, denne gang med Luise Brömmel.

På det tidspunkt forværredes Kirchhoffs helbred, som altid havde været usikker, og han blev tvunget til at bruge en kørestol eller, hvis dette ikke fandtes, krykker.

Videnskabens berømmelse voksede, og adskillige universiteter sendte ham tilbud om at tilslutte sig deres personale. Kirchhoff foretrak imidlertid at forblive i Heidelberg.

Tilbage til Berlin

Kirchhoffs sundhedstilstand blev værre og værre. Snart begyndte han at have svært ved at udføre de nødvendige eksperimenter for at bekræfte hans undersøgelser. På trods af sit ønske om ikke at forlade Heidelberg besluttede han til sidst at acceptere et tilbud fra Berlin-universitetet til at besætte formanden for fysik-matematik.

Kirchhoff tiltrådte i sin nye stilling i 1875 og ud over undervisningsopgaver fortsatte han med at udføre teoretisk forskning. Resultatet var en af ​​hans mest kendte afhandlinger: Vorlesungen über mathematatischen Physik, der blev offentliggjort i fire bind, da han allerede havde forladt professoratet i Berlin.

I en alder af 63 døde Gustav Kirchhoff i Berlin den 17. oktober 1887.

Kirchhoffs love

Kirchhoffs love er to grupper af love om elektriske kredsløb og termisk emission.

Begge sæt love er opkaldt efter deres forfatter, selvom de bedst kendte er dem, der vedrører elektroteknik.

Kirchhoffs tre love om spektroskopi

Forskeren udviklede et sæt love for at beskrive, hvordan emission af lys fra glødende objekter opfører sig:

1- En varm fast genstand producerer lys i et kontinuerligt spektrum.

2- En heftig gas producerer lys med spektrale linjer ved adskilte bølgelængder, der afhænger af den kemiske sammensætning af gassen.

3- En fast genstand ved høj temperatur omgivet af en gas ved lavere temperaturer frembringer lys i et kontinuerligt spektrum med mellemrum ved diskrete bølgelængder, hvis positioner afhænger af den kemiske sammensætning af gassen.

De tre love om Kirchhoffs spektrografi var senere grundlaget for fremkomsten af ​​kvantemekanik.

Kirchhoffs love for elektroteknik

Som bemærket var det sæt love om elektricitet, der blev formuleret af Kirchhoff, hans mest relevante bidrag til videnskaben. For at gøre dette trak han på tidligere arbejde af Georg Simon Ohm.

Disse love blev snart grundlæggende værktøjer til kredsløbsanalyse. På en meget opsummeret måde giver dens udvidelse mulighed for at måle strømstyrken, såvel som potentialeforskellen på et bestemt punkt i et elektricitetskredsløb.

- Kirchhoffs første lov eller lov svarende til knudepunkterne: ”I enhver knude er den algebraiske sum af de elektriske strømme, der kommer ind, lig med summen af ​​de strømme, der går. Som et ækvivalent er den algebraiske sum af alle strømme, der passerer gennem knuden, lig med nul "

- Kirchhoffs anden lov eller lov svarende til maskerne: ”i et lukket kredsløb i et netværk er summen af ​​spændingssætets fald i dets komponenter lig med summen af ​​de medfølgende spændinger og derfor den algebraiske sum af de potentielle forskelle i et mesh er nul. "

Bidrag

Bortset fra de love, der bærer hans navn, yder Kirchhoff mange flere bidrag til videnskaben, både praktisk og teoretisk. Således dedikerede han sine bestræbelser på at forbedre viden om elektricitet, pladeteori, optik og spektroskopi, blandt andre studieretninger.

Ligeledes gennemførte han forskellige undersøgelser af, hvordan varmeledning forekommer, og forsøgte at måle spektret af himmellegemer, herunder solen og tåge. Sidstnævnte hjalp ham med at skabe et rumligt atlas og demonstrere forholdet mellem absorption af lys og dets emission.

Kirchhoff diffraktionsformel

Kirchhof brugte diffraktionsteorien præsenteret af Fresnel i 1818 til at udvikle en formel, der beskriver hvordan lysbølger opfører sig, når de passerer gennem en lille blænde.

Spektrografen og nye spektrografiske analyseteknikker

Som bemærket var samarbejdet mellem Gustav Kirchhoff og Robert Bunsen under deres ophold på Universitetet i Heidelberg meget frugtbart. Begge forskere prøvede banebrydende teknikker til spektrografisk analyse. I praksis gav dette dem mulighed for at opdage to nye kemiske elementer: rubidium og cesium.

For at gøre disse opdagelser måtte de to forskere lave et nyt instrument: den moderne spektrograf. Det projicerer en flamme nederst på en skala med forskellige bølgelængder. Således var de i stand til at lokalisere de spektrale linjer, der vises, når lys bryder ned i dets spektrum.

Solens spektrale sammensætning

En anden af ​​Kirchhoffs undersøgelser var at forsøge at måle den spektrale sammensætning af vores stjerne, Solen.

Denne undersøgelse gjorde det muligt for ham at finde ud af, at når lys passerer gennem en hvilken som helst type gas, absorberer det sine bølgelængder, ligesom det ville gøre, hvis det tidligere var blevet opvarmet. Denne ejendom blev døbt Fraunhofer-linjerne.

Kirchhoff brugte den viden, der er opnået, som en forklaring på de mørke linjer, der findes i solspektret, og som intensiveres, når sollys passerer gennem en flamme. Resultatet af denne forskning var promulgeringen af ​​Kirchhoff-Clausius-emissionsloven, og det var begyndelsen på en ny fase inden for astronomi.

Videnskabsmanden brugte de opnåede resultater til at bestemme i 1861 tilstedeværelsen i solen af ​​elementer som magnesium, zink, natrium eller kobber, som forekommer i jordskorpen.

I sidste ende hjalp disse undersøgelser ham med at skabe et kort over solspektret. Kortet, der er trykt i fire farver, blev bestilt af Berlin Academy of Sciences.

Elastisk pladedeformation

Videnskabsmanden brugte også en del af sin tid på at løse nogle problemer relateret til elastiske plader og deres deformation.

Den første teori om dette emne var blevet offentliggjort af Sophie Germain og Siméon Denis Poisson og senere perfektioneret af Claude-Louis Navier. Kirchhoffs job, der brugte differentieringsberegningen, var at besvare de spørgsmål, der stadig ikke var løst.

Værker og publikationer

Gustav Kirchhoff var forfatter, alene eller i samarbejde med andre kolleger, af flere videnskabelige værker.

Blandt de vigtigste er den, der er viet til kemiske elementer og deres spektre, Untersuchungen über das Sonnenspektrum und die Spektren chemischer Elementen (1861-1863); hans fire bind om matematisk fysik, Vorlesungen über mathematatischen Physik (1876-1894), og Gesammelte Abhandlungen.

Præmier og hædersbevisninger

Gustav Kirchhoffs bidrag til videnskab blev anerkendt af et stort antal institutioner i hans tid. Blandt dem, der gjorde ham medlem, var Royal Society, American Academy of Arts and Sciences, Russian Academy of Sciences og Prussian Academy of Sciences.

Derudover modtog videnskabsmanden følgende priser og priser til anerkendelse af sit arbejde.

- Order of Merit of Sciences and Arts.

- Rumford-medalje.

- Bavarian Order of Maximilian for Science and the Arts.

- Matteucci-medalje.

- Davy-medalje.

Efter hans død modtog han også Jansen-medaljen, og et månekrater og en asteroide blev døbt med hans efternavn.

Referencer

1. Biografier og liv. Gustav Kirchhoff. Opnået fra biografiasyvidas.com
2. McAllister, Willy. Kirchhoffs love. Gendannes fra es.khanacademy.org
3. EcuRed. Gustav Kirchhoff. Opnået fra ecured.cu
4. Redaktørerne af Encyclopaedia Britannica. Gustav Kirchhoff. Hentet fra britannica.com
5. Berømte videnskabsmænd. Gustav Kirchhoff. Hentet fra famousscientists.org
6. New World Encyclopedia. Gustav Kirchhoff. Hentet fra newworldencyclopedia.org
7. Science History Institute. Robert Bunsen og Gustav Kirchhoff. Hentet fra sciencehistory.org
8. Robertson, EF; O'Connor, JJ Gustav Robert Kirchhoff. Hentet fra grupper.dcs.st-og.ac.uk