Gustav Kirchhoff Biografia, prawa, wkłady, prace

Gustav Kirchhoff (1824–1887) był niemieckim fizykiem urodzonym w marcu 1824 r. W ówczesnej wschodniej Prusach. Podczas swojej kariery naukowej wniósł ważny wkład w pola takie jak energia elektryczna, spektroskopia lub pomiar czarnych ciał.

Od najmłodszych lat Kirchhoff był zachęcany przez swoją rodzinę do poświęcenia się edukacji uniwersyteckiej. Ponieważ w szkole średniej pokazał swoje dobre warunki dla matematyki, postanowił wybrać w tej sprawie, chociaż w gałęzi fizycznej. W Königberg, gdzie wyścigował, skontaktował się z ważnymi naukowcami, którzy wpłynęli na jego badania.

Gustav Kirchhoff - Źródło: Biblioteki Smithsonian pod domeną publiczną

Bez zakończenia studiów uniwersyteckich Kirchhoff przedstawił niektóre z swoich pierwszych dzieł. Wśród najwybitniejszych są dwa zestawy praw, które noszą swoje imię. Jeden jest poświęcony promieniowaniu cieplnym, chociaż najważniejsze były prawa związane z inżynierią elektryczną.

Kirchhoff spędził większość swojej kariery na Uniwersytecie Heidelberg, pomimo otrzymywania ofert od innych znanych centrów. Tylko w starości i dość niepewnym stanie zdrowia przeprowadził się do Berlina. Mimo to pozostał aktywny do swojej śmierci, w październiku 1887 r.

[TOC]

Biografia

Gustav Robert Kirchhoff urodził się w Königbergu (ówczesnym stolicy wschodniej Prusy) 12 października 1824 r. W tym czasie miasto było znane ze swojej działalności intelektualnej, do tego stopnia, że ​​otrzymało przydomek „miasta czystego rozumu”.

Jego rodzina należała do elity miasta, ponieważ jego ojciec był prawnikiem znanym ze swojego oddania państwu pruskim.

Wysokie zdolności intelektualne Gustava zaczęły się pokazywać od bardzo młodego wieku. Ponadto jego wykształcenie zostało skierowane przez jego ojca, zobowiązał się do służenia Prusy.

Oba czynniki spowodowały, że ich profesjonalne kroki skoncentrowały się na zostaniu profesorem uniwersyteckim, ponieważ w czasie, gdy byli urzędnikami publicznymi, co zbiegło się z chęcią ich ojca, by wykorzystać swoje umiejętności w służbie kraju.

Edukacja

Instytut Kneiphof był miejscem wybranym przez jego rodzinę do młodego Gustava do nauki szkoły średniej. W tym centrum zaczął pokazywać swoje dobre warunki dla matematyki, co doprowadziło do prowadzenia studiów uniwersyteckich w tej sprawie.

Kirchhoff wszedł do uniwersyteckiego centrum swojego rodzinnego miasta, Albertus University. Instytucja ta była znana przez matematyczne seminarium fizyki ustanowione przez Franza Neumanna (uważane za ojca fizyki teoretycznej w kraju) i Carl Gustav Jakob Jacobi (jeden z najbardziej wybitnych matematyków tamtych czasów).

Przyszły naukowiec poszedł na to seminarium w latach 1843–1846. Nie mógł jednak skorzystać z nauk Jakobiego, który był chory, i z tego powodu to Neumman wywarł większy wpływ na jego formację.

Neumann zaczął interesować się indukcją elektryczną na tę datę i opublikował swoje pierwsze prace nad indukcją w 1845 roku. To spowodowało, że Kirchhoff, jako jego uczeń, również zaczął zwracać uwagę na tę sprawę. Poza tym studiował także matematykę u Friedricha Julesa Richelota.

Może ci służyć: Jean Bodin: biografia, wkład i prace

Pierwsze publikacje

Już w 1845 r. To badanie będzie później podstawą twojej pracy doktorskiej.

W tym samym roku wziął jako referencję teorię przedstawioną przez innego fizyka, Georg Simon Ohm, aby sformułować te, które byłyby znane jako prawa Kirchhoffa dotyczące inżynierii elektrycznej.

Przeniesienie do Berlina

Pierwszą konsekwencją publikacji prawa Kirchhoffa było to, że autor otrzymał stypendium, aby kontynuować szkolenie w Paryżu. Jednak sytuacja w ówczesnej Europie była bardzo napięta, szczególnie między Prusami a Francją, która ostatecznie pójdzie na wojnę w 1870 roku.

Z tego powodu Kirchhoff odrzucił opcję przejścia do stolicy francuskiej. Zamiast tego postawił swoją rezydencję w Berlinie, gdzie zaczął pracować jako prywatdozent (profesor, który nie oskarżył żadnej pensji) na uniwersytecie w tym mieście.

W czasie, gdy wykonywał to działanie, naukowiec nie przestał opublikować wyniku swoich badań. Wśród nich podkreślił swój wkład w teorię prądów elektrycznych i elektrostatycznych.

Jego następnym celem był Breslau (dziś zwany Wroclaw), gdzie został mianowany niezwykłym profesorem.

University of Heidelberg

Gustav Robert Kirchhoff (po lewej) i Robert Bunsen (po prawej). Źródło: nieznane.) / Domena publiczna

Breslau Kirchhoffa zostaje rok od 1851 do 1852. W tym czasie fizyk wyglądał na przyjaźni z Robertem Bunsenem, znanym chemikiem.

To Bunsen przekonał Kirchhoffa do opuszczenia miasta, aby rozpocząć pracę jako profesor fizyki w Heidelberg. Współpraca obu przyjaciół była bardzo owocna i oba stały się regularne na spotkaniach przeprowadzonych przez grupę naukowców zorganizowanych przez Hermanna von Helmholtza.

Gustav Kirchhoff ożenił się w 1857 roku z córką swojego byłego profesora matematyki w Konigsbergu. Jednak jego żona, Clara Richelot, zmarła w 1869. W 1872 r. Naukowiec ponownie ożenił się, tym razem z Louise Brömmel.

W tym czasie zdrowie Kirchhoffa, które zawsze było niepewne, pogorszyło.

Sława naukowca rosła, a wiele uniwersytetów wysłało mu oferty, aby dołączyć do jego personelu. Kirchhoff wolał jednak zostać w Heidelberg.

Powrót Berlina

Stan zdrowia Kirchhoffa pogarszał się i więcej. Wkrótce zaczął mieć trudności z przeprowadzeniem niezbędnych eksperymentów w celu potwierdzenia jego badań. Pomimo pragnienia nie opuszczania Heidelberga, ostatecznie postanowił zaakceptować ofertę z University of Berlin, aby zająć przewodniczącego fizyki-matematyka.

Kirchhoff dołączył do swojej nowej pozycji w 1875 roku, a oprócz pracy nauczania kontynuował prowadzenie badań teoretycznych. Rezultat był jednym z jego najbardziej znanych traktatów: Vorlesungen über Mathematince physik, Opublikowane w czterech tomach, kiedy już porzuciłem krzesło Berlina.

Z 63 latami Gustav Kirchhoff zmarł w Berlinie 17 października 1887 r.

Gustav Robert Kirchhoff Tomb na dawnym cmentarzu. Matthäus w Berlin-Schöneberg. Źródło: Furfur/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0)

Kirchhoff Law

Gustav Kirchhoff (po lewej), Robert Bunsen (środek) i Henry Enfield Roscoe (po prawej). Źródło: Henry Roscoe / Public Domena

Przepisy Kirchhoffa to dwie grupy prawne dotyczące obwodów elektrycznych i emisji termicznej.

Może ci służyć: Pereira Flag: Historia, opis, znaczenie

Oba przepisy prawne są nazywane ich autorem, chociaż najbardziej znani są osoby odnoszące się do inżynierii elektrycznej.

Trzy prawa spektroskopii Kirchhoffa

Naukowiec opracował zestaw przepisów, aby opisać, w jaki sposób zachowuje się emisja światła w przypadku obiektów żarowych:

1- gorący stały obiekt wytwarza światło w ciągłym spektrum.

2- Słaby gaz wytwarza światło z liniami widmowymi o dyskretnych długościach fali, które zależą od składu chemicznego gazu.

3- Solidny obiekt w wysokiej temperaturze otoczony słabym gazem w niższych temperaturach wytwarza światło w ciągłym spektrum z dyskretnymi długościami fali, których pozycje zależą od składu chemicznego gazu.

Trzy prawa dotyczące spektrografii Kirchhoffa były później podstawą pojawienia się mechaniki kwantowej.

Kirchhoff Law of Electrical Engineering

Jak wspomniano, zbiór przepisów dotyczących energii elektrycznej Kirchhoffa był jego najważniejszym wkładem w naukę. Aby wykonać tę pracę, oparto na poprzednich pracach przeprowadzonych przez Georga Simona Ohma.

Przepisy te wkrótce stały się podstawowymi narzędziami do analizy obwodów. W bardzo podsumowany sposób jego przedłużenie pozwala zmierzyć intensywność prądu, a także różnicę potencjału w danym punkcie w obwodzie energii elektrycznej.

- Pierwsze prawo lub prawo Kirchhoffa odpowiadające węzłom: „W dowolnym węźle suma algebraiczna prądów elektrycznych, które wchodzą. Jako równoważny, suma algebraiczna wszystkich prądów przechodzących przez węzeł jest równa zero ”

- Drugie prawo lub prawo Kirchhoffa odpowiadające sice: „W zamkniętym obwodzie sieci suma zbioru napięcia spadają w jego składnikach, jest równa sumie dostarczonych napięć, a zatem algebraiczne podsumowanie potencjalnych różnic w W siatka wynosi zero."

Składki

Niemcy SEAL (Berlin) 1974. Źródło: Michel-Katalog-NR: LänderCode-Minr: 465

Oprócz praw, które noszą jego imię, Kirchhoff wniósł wiele większych wkładów w naukę, zarówno praktyczną, jak i teoretyczną. W ten sposób poświęcił swoje wysiłki na rzecz poprawy wiedzy na temat energii elektrycznej, teorii płytki nazębnej, optyki i spektroskopii, między innymi dziedzinami studiów.

Podobnie przeprowadził różne badania dotyczące przewodzenia ciepła, i próbował zmierzyć spektrum gwiazd niebieskich, w tym słońce i mglistych. Ten ostatni służył do stworzenia atlasu kosmicznego i wykazania związku między wchłanianiem światła a jego emisją.

Formuła dyfrakcyjna Kirchhoffa

Kirchhof zastosował teorię dyfrakcji przedstawioną przez Fresnela w 1818 r.

Spektrograf i nowe techniki analizy spektrograficznej

Kirchhoff pracujący z ulepszonym spektroskopem. Źródło: Poul La Cour & Jacob Appel / Public Domena

Jak wspomniano, współpraca między Gustavem Kirchhoffem i Robertem Bunsenem podczas ich pobytu na Uniwersytecie Heidelberg była bardzo owocna. Obaj naukowcy przećwiczyli pionierskie techniki analizy spektrograficznej. W praktyce pozwoliło im to odkryć dwa nowe elementy chemiczne: Rubidio i Cesium.

Może ci służyć: anglikanizm: historia, cechy i podziały

Aby móc przeprowadzić te odkrycia, dwaj badacze musieli wyprodukować nowy instrument: nowoczesny spektrograf. To projektuje płomień na dole skali różnych długości fal. W ten sposób byli w stanie zlokalizować paski widmowe, które pojawiają.

Spectral Sun Composition

Kolejnym z badań Kirchhoffa była próba zmierzenia kompozycji spektralnej naszej gwiazdy, Słońca.

Te badania pozwoliły mu dowiedzieć się, że kiedy światło przekroczy każdy rodzaj gazu, pochłania długości fali, jak by się to zdarzyło. Ta właściwość została ochrzczona jako linie Fraunhofera.

Kirchhoff wykorzystuje wiedzę uzyskaną jako wyjaśnienie ciemnych linii obecnych w spektrum słonecznym i które nasilają się, gdy światło słoneczne przecina płomień. Rezultatem tego dochodzenia było ogłoszenie ustawy wydawania Kirchhoffa-Clausiusa i był początkiem nowego etapu w dziedzinie astronomii.

Naukowiec zastosował wyniki uzyskane do ustalenia w 1861 r. Obecność w słońcu pierwiastków, takich jak magnez, cynk, sód lub miedź, jak ma to miejsce w skórce Ziemi.

Wreszcie, badania te służyły do ​​stworzenia mapy spektrum słonecznego. Mapa, wydrukowana w Cuatricromia, została zamówiona przez Berlin Academy of Sciences.

Deformacja płyt sprężystej

Naukowiec poświęcił także część swojego czasu na rozwiązanie niektórych problemów związanych z elastycznymi tabliczkami i ich deformacją.

Pierwsza teoria na ten temat został opublikowany przez Sophie Germain i Siméon Denis Poisson, a później udoskonalił Claude-Louis Navier. Praca Kirchhoffa, która wykorzystywała różniczkowy rachunek, polegał na odpowiedzi na pytania, które wciąż pozostały nierozwiązane.

Prace i publikacje

Gustav Kirchhoff był autorem, sam lub we współpracy z innymi kolegami, kilku prac naukowych.

Wśród najważniejszych jest ten poświęcony elementom chemicznym i ich widmom , Untersuchungen über das sonnenenspektrum und die Spektren Chemischer Elemente (1861–1863); Jego cztery tomy na temat fizyki matematycznej, Vorlesungen über Mathematince physik (1876–1894) i Gesammelte Abhandlungen.

Nagrody i wyróżnienia

Wkład Gustava Kirchhoffa w naukę został uznany przez wiele instytucji jego czasów. Wśród tych, którzy mianowali go członkiem, Royal Society, American Academy of Arts and Sciences, Academy of Sciences of Rosji i Prus Academy of Sciences wyróżniały się.

Ponadto naukowiec otrzymał również następujące nagrody i nagrody w uznaniu za swoją pracę.

- Zakon zasług nauk i sztuki.

- Medal Rumford.

- Maximiliano Bavara Order for Science and Arts.

- Medal Matteucci.

- Medal Davy.

Po jego śmierci otrzymał także Medal Jansen i krater księżycowy i asteroida zostały ochrzczone swoim nazwiskiem.

Bibliografia

1. Biografie i życie. Gustav Kirchhoff. Uzyskane z biografii Andvidas.com
2. McAllister, Willy. Prawa Kirchhoffa. Odzyskane z ES.Khan academy.org
3. Estred. Gustav Kirchhoff. Uzyskane z Ecored.Cu
4. Redaktorzy Enyclopaedia Britannica. Gustav Kirchhoff. Uzyskane z Britannica.com
5. Znani naukowcy. Gustav Kirchhoff. Uzyskane od słynnych źródeł.org
6. Encyklopedia Nowego Świata. Gustav Kirchhoff. Uzyskane z Newworldyclopedia.org
7. Science History Institute. Robert Bunsen i Gustav Kirchhoff. Uzyskane z ScienceHistory.org
8. Robertson, e. F.; O'Connor, J. J. Gustav Robert Kirchhoff. Uzyskane z grup.DCS.Podstawka.AC.Wielka Brytania