Gustav Kirchhoff (1824-1887) var en tysk fysiker født i mars 1824 i det daværende Øst-Preussen. I løpet av sin vitenskapelige karriere ga han viktige bidrag innen felt som elektrisitet, spektroskopi eller måling av stråling fra svarte legemer..
Fra en ung alder ble Kirchhoff oppmuntret av familien til å vie seg til universitetsundervisning. Siden han på videregående viste sine gode forhold for matematikk, bestemte han seg for å velge det faget, selv om det var i fysikk-matematikkgrenen. I Königberg, hvor han studerte, kom han i kontakt med viktige forskere som påvirket hans forskning.
Uten å ha fullført universitetsstudiene ennå, presenterte Kirchhoff noen av sine første verk. Blant de mest fremtredende er de to settene med lover som bærer navnet hans. Den ene er dedikert til termisk stråling, selv om de viktigste var lovene knyttet til elektroteknikk.
Kirchhoff tilbrakte mesteparten av sin karriere ved Universitetet i Heidelberg, til tross for at han mottok tilbud fra andre mer anerkjente sentre. Først i høy alder og med en ganske usikker helsetilstand flyttet han til Berlin. Til tross for dette forble han aktiv til sin dødstid, i oktober 1887..
Artikkelindeks
Gustav Robert Kirchhoff ble født i Königberg (den gang hovedstaden i Øst-Preussen) 12. oktober 1824. På den tiden var byen kjent for sin intellektuelle aktivitet, til det punktet at den fikk kallenavnet "City of Pure Reason".
Familien hans tilhørte den lokale eliten, ettersom faren var advokat kjent for sin hengivenhet til den preussiske staten..
Gustavs høye intellektuelle kapasitet begynte å vise seg fra en veldig ung alder. I tillegg ble utdannelsen hans rettet av faren mot plikten til å tjene Preussen..
Begge faktorene førte til at hans profesjonelle skritt fokuserte på å bli universitetsprofessor, siden det på det tidspunktet var offentlige tjenestemenn, som falt sammen med farens ønske om at han skulle sette sine ferdigheter til tjeneste for sitt land..
Kneiphof-instituttet var stedet som familien valgte den unge Gustav til å gå på videregående skole. I dette senteret begynte han å vise sine gode forhold for matematikk, noe som førte til at han orienterte sine universitetsstudier mot det faget.
Kirchhoff kom inn på universitetssenteret i hjembyen Albertus University. Denne institusjonen var kjent for seminaret om matematisk fysikk etablert av Franz Neumann (ansett som far til teoretisk fysikk i landet) og av Carl Gustav Jakob Jacobi (en av tidens mest fremtredende matematikere).
Den fremtidige forskeren deltok på dette seminaret mellom 1843 og 1846. Imidlertid kunne han ikke dra nytte av læren til Jacobi, som var syk, og av den grunn var det Neumman som hadde størst innflytelse på treningen..
Neumann hadde interessert seg for elektrisk induksjon innen den datoen og hadde publisert sine to første verk om induksjon i 1845. Dette førte til at Kirchhoff, som en av hans disipler, også begynte å ta hensyn til dette emnet. Dessuten studerte han også matematikk med Friedrich Jules Richelot.
Allerede i 1845, da han fremdeles studerte, presenterte Kirchhoff et arbeid om strømmen av strøm i en sirkulær plate. Denne studien vil senere være grunnlaget for doktorgradsavhandlingen.
Samme år tok han som referanse en teori presentert av en annen fysiker, Georg Simon Ohm, for å formulere det som ville bli kjent som Kirchhoffs lover for elektroteknikk..
Den første konsekvensen av publiseringen av lovene til Kirchhoff var at forfatteren mottok et stipend for å fortsette sin opplæring i Paris. Situasjonen i Europa på den tiden var imidlertid veldig anspent, særlig mellom Preussen og Frankrike, som ville ende opp med å gå i krig i 1870.
Av denne grunn avviste Kirchhoff muligheten for å flytte til den franske hovedstaden. I stedet bosatte han seg i Berlin, hvor han begynte å jobbe som Privatdozent (professor som ikke mottok noen lønn) ved universitetet i byen..
I løpet av den tiden han utførte denne aktiviteten, stoppet ikke forskeren å publisere resultatene av sin forskning. Blant disse fremhevet han sitt bidrag til teorien om elektriske og elektrostatiske strømmer..
Hans neste destinasjon var Breslau (i dag kalt Wroclaw), hvor han ble utnevnt til professor ekstraordinær.
Kirchhoffs opphold i Breslau varte i ett år, fra 1851 til 1852. I løpet av den tiden ble fysikeren venn med Robert Bunsen, en kjent kjemiker..
Det var Bunsen som overbeviste Kirchhoff om å forlate byen for å begynne å jobbe som fysikklærer i Heidelberg. Samarbeidet mellom de to vennene var veldig fruktbart og begge ble faste på møtene som ble utført av en gruppe forskere organisert av Hermann von Helmholtz..
Gustav Kirchhoff giftet seg i 1857 med datteren til sin tidligere matematikklærer på Königsberg. Imidlertid døde kona hans, Clara Richelot, i 1869, og etterlot forskeren alene i omsorgen for de fem barna de hadde til felles. I 1872 giftet forskeren seg igjen, denne gangen med Luise Brömmel.
På den tiden forverret Kirchhoffs helse, som alltid hadde vært prekær, og han ble tvunget til å bruke rullestol eller, hvis ikke, krykker..
Forskerens berømmelse økte, og mange universiteter sendte ham tilbud om å bli med sine ansatte. Kirchhoff foretrakk imidlertid å bli i Heidelberg.
Kirchhoffs helsetilstand forverret seg mer og mer. Snart begynte han å ha problemer med å gjennomføre de nødvendige eksperimentene for å bekrefte undersøkelsene. Til tross for at han ikke ønsket å forlate Heidelberg, bestemte han seg til slutt for å akseptere et tilbud fra Universitetet i Berlin om å innta stolen for fysikk-matematikk..
Kirchhoff ble med i sitt nye innlegg i 1875, og i tillegg til undervisningsoppgaver fortsatte han å drive teoretisk forskning. Resultatet var en av hans mest kjente avhandlinger: Vorlesungen über mathematatischen Physik, utgitt i fire bind da han allerede hadde forlatt professoratet i Berlin.
I en alder av 63 år døde Gustav Kirchhoff i Berlin 17. oktober 1887.
Kirchhoffs lover er to grupper av lover om elektriske kretser og termisk utslipp.
Begge settene med lover er oppkalt etter forfatteren, selv om de mest kjente er de som gjelder elektroteknikk.
Forskeren utviklet et sett med lover for å beskrive hvordan lysutslipp fra glødende gjenstander oppfører seg:
1 - Et varmt fast objekt produserer lys i et kontinuerlig spektrum.
2- En tøff gass produserer lys med spektrale linjer ved diskrete bølgelengder som avhenger av den kjemiske sammensetningen av gassen..
3- Et fast objekt ved høy temperatur omgitt av en svak gass ved lavere temperaturer produserer lys i et kontinuerlig spektrum med hull på diskrete bølgelengder hvis posisjoner avhenger av den kjemiske sammensetningen av gassen.
De tre lovene om Kirchhoffs spektrografi var senere grunnlaget for utseendet til kvantemekanikk.
Som nevnt var settet med elektrisitet formulert av Kirchhoff hans mest relevante bidrag til vitenskapen. For å gjøre dette stolte han på tidligere arbeider av Georg Simon Ohm..
Disse lovene ble snart grunnleggende verktøy for kretsanalyse. På en veldig oppsummert måte tillater utvidelsen å måle intensiteten til strømmen, samt potensialforskjellen på et bestemt punkt i en strømkrets.
- Kirchhoffs første lov eller lov som tilsvarer nodene: “I hvilken som helst node er den algebraiske summen av elektriske strømmer som kommer inn lik summen av strømmen som går. Som en ekvivalent er den algebraiske summen av alle strømene som passerer gjennom noden lik null "
- Kirchhoffs andre lov eller lov som tilsvarer maskene: "i en lukket krets i et nettverk er summen av settet med spenningsfall i komponentene lik summen av de tilførte spenningene og derfor den algebraiske summen av potensielle forskjeller i et maske er null. "
Bortsett fra lovene som bærer navnet hans, ga Kirchhoff mange flere bidrag til vitenskapen, både praktisk og teoretisk. Dermed viet han sin innsats for å forbedre kunnskap om elektrisitet, plateteori, optikk og spektroskopi, blant andre studieretninger..
På samme måte utførte han forskjellige undersøkelser av hvordan varmeledning skjer og prøvde å måle spektrumet til himmelstjernene, inkludert sol og tåke. Sistnevnte hjalp ham med å lage et romlig atlas og demonstrere sammenhengen mellom absorpsjon av lys og dets utslipp..
Kirchhof brukte diffraksjonsteorien som ble presentert av Fresnel i 1818 for å utvikle en formel som beskriver hvordan lysbølger oppfører seg når de passerer gjennom en liten blenderåpning..
Som nevnt var samarbeidet mellom Gustav Kirchhoff og Robert Bunsen under deres opphold ved Universitetet i Heidelberg veldig fruktbart. Begge forskerne prøvde banebrytende teknikker for spektrografisk analyse. I praksis tillot dette dem å oppdage to nye kjemiske elementer: rubidium og cesium..
For å gjøre disse oppdagelsene måtte de to forskerne lage et nytt instrument: den moderne spektrografen. Den projiserer en flamme på bunnen av en skala med forskjellige bølgelengder. Dermed var de i stand til å lokalisere spektrallinjene, som vises når lys brytes ned i spekteret..
En annen av Kirchhoffs undersøkelser var å prøve å måle den spektrale sammensetningen av stjernen vår, Solen.
Denne undersøkelsen tillot ham å finne ut at når lys passerer gjennom en hvilken som helst type gass, absorberer det bølgelengdene, akkurat som det ville gjort hvis det tidligere var oppvarmet. Denne eiendommen ble døpt Fraunhofer linjer.
Kirchhoff brukte sin tilegnede kunnskap som en forklaring på de mørke linjene som er tilstede i solspekteret som forsterker seg når sollys passerer gjennom en flamme. Resultatet av denne undersøkelsen var kunngjøringen av Kirchhoff-Clausius utslippslov og var begynnelsen på en ny fase innen astronomi.
Forskeren brukte resultatene som ble oppnådd for å bestemme, i 1861, tilstedeværelsen i solen av grunnstoffer som magnesium, sink, natrium eller kobber, slik det forekommer i jordskorpen..
Til slutt hjalp disse studiene ham med å lage et kart over solspekteret. Kartet, trykt i fire farger, ble bestilt av Berlin Academy of Sciences.
Forskeren viet også en del av tiden sin til å løse noen problemer relatert til elastiske plater og deres deformasjon..
Den første teorien om dette emnet ble publisert av Sophie Germain og Siméon Denis Poisson og senere perfeksjonert av Claude-Louis Navier. Kirchhoffs arbeid, som brukte differensialregning, var å svare på spørsmålene som fortsatt var uløste..
Gustav Kirchhoff var forfatter, alene eller i samarbeid med andre kolleger, av flere vitenskapelige arbeider.
Blant de viktigste er den som er dedikert til kjemiske elementer og deres spektre , Untersuchungen über das Sonnenspektrum und die Spektren chemischer Elementen (1861-1863); hans fire bind om matematisk fysikk, Vorlesungen über mathematatischen Physik (1876-1894), og Gesammelte Abhandlungen.
Gustav Kirchhoffs bidrag til vitenskapen ble anerkjent av et stort antall institusjoner i sin tid. Blant dem som kalte ham medlem, var Royal Society, American Academy of Arts and Sciences, Russian Academy of Sciences og Preussen Academy of Sciences..
I tillegg mottok forskeren også følgende priser og priser i anerkjennelse for sitt arbeid.
- Order of Merit of Sciences and Arts.
- Rumford-medalje.
- Bavarian Order of Maximilian for Science and the Arts.
- Matteucci-medalje.
- Davy-medalje.
Etter sin død mottok han også Jansen-medaljen og et månekrater og en asteroide ble døpt med etternavnet hans..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.