Gustav Kirchhoff (1824-1887) var en tysk fysiker född i mars 1824 i dåvarande Östpreussen. Under sin vetenskapliga karriär gav han viktiga bidrag inom områden som elektricitet, spektroskopi eller mätning av strålning från svarta kroppar..
Från en ung ålder uppmuntrades Kirchhoff av sin familj att ägna sig åt universitetsundervisning. Eftersom han på gymnasiet visade sina goda förutsättningar för matematik, bestämde han sig för att välja det ämnet, även om det i fysik-matematikbranschen. I Königberg, där han studerade, kom han i kontakt med viktiga forskare som påverkade hans forskning.
Utan att ha avslutat sina universitetsstudier ännu presenterade Kirchhoff några av hans första verk. Bland de mest framträdande är de två uppsättningarna lagar som bär hans namn. En är tillägnad värmestrålning, även om de viktigaste var lagarna relaterade till elektroteknik.
Kirchhoff tillbringade större delen av sin karriär vid universitetet i Heidelberg, trots att han fick erbjudanden från andra mer ansedda centra. Först på sin ålderdom och med ett ganska otryggt hälsotillstånd flyttade han till Berlin. Trots detta förblev han aktiv fram till tiden för sin död, i oktober 1887..
Artikelindex
Gustav Robert Kirchhoff föddes i Königberg (då huvudstaden i Östpreussen) den 12 oktober 1824. Vid den tiden var staden känd för sin intellektuella verksamhet, till den grad att den fick smeknamnet "staden av ren förnuft".
Hans familj tillhörde den lokala eliten, eftersom hans far var advokat känd för sin hängivenhet till den preussiska staten..
Gustavs höga intellektuella kapacitet började visa sig från en mycket ung ålder. Dessutom riktades hans utbildning av sin far mot skyldigheten att tjäna Preussen..
Båda faktorerna ledde till att hans professionella steg fokuserade på att bli universitetsprofessor, eftersom det vid den tiden var offentliga tjänstemän, vilket sammanföll med hans fars önskan att han skulle sätta sina färdigheter till tjänst i sitt land..
Kneiphof-institutet var den plats som hans familj valt för den unga Gustav att gå på gymnasiet. I det centret började han visa sina goda förutsättningar för matematik, vilket fick honom att orientera sina universitetsstudier mot det ämnet.
Kirchhoff gick in i universitetets centrum i sin hemstad, Albertus University. Denna institution var känd för seminariet om matematisk fysik som inrättades av Franz Neumann (betraktad som fadern för teoretisk fysik i landet) och av Carl Gustav Jakob Jacobi (en av tidens mest framstående matematiker).
Den framtida forskaren deltog i detta seminarium mellan 1843 och 1846. Men han kunde inte dra nytta av läran från Jacobi, som var sjuk, och av den anledningen var det Neumman som hade störst inflytande på sin träning..
Neumann hade blivit intresserad av elektrisk induktion vid det datumet och hade publicerat sina första två verk om induktion 1845. Detta fick Kirchhoff, som en lärjunge till honom, att börja uppmärksamma detta ämne också. Dessutom studerade han också matematik med Friedrich Jules Richelot.
Redan 1845, när han fortfarande studerade, presenterade Kirchhoff ett arbete om strömmen av el i en cirkulär platta. Denna studie skulle senare ligga till grund för hans doktorsavhandling.
Samma år tog han som referens en teori som presenterades av en annan fysiker, Georg Simon Ohm, för att formulera det som skulle kallas Kirchhoffs lagar för elektroteknik..
Den första konsekvensen av publiceringen av Kirchhoffs lagar var att författaren fick ett stipendium för att fortsätta sin utbildning i Paris. Situationen i Europa vid den tiden var dock mycket spänd, särskilt mellan Preussen och Frankrike, som skulle hamna i krig 1870.
Av denna anledning avvisade Kirchhoff möjligheten att flytta till den franska huvudstaden. Istället bosatte han sig i Berlin, där han började arbeta som privatdozent (professor som inte fick någon lön) vid universitetet i staden.
Under den tid då han utförde denna aktivitet slutade inte forskaren att publicera resultaten av sin forskning. Bland dessa lyfte han fram sitt bidrag till teorin om elektriska och elektrostatiska strömmar..
Hans nästa destination var Breslau (numera kallad Wroclaw), där han utsågs till professor extraordinär.
Kirchhoffs vistelse i Breslau varade ett år, från 1851 till 1852. Under den tiden blev fysikern vän med Robert Bunsen, en känd kemist..
Det var Bunsen som övertygade Kirchhoff att lämna staden för att börja arbeta som fysiklärare i Heidelberg. Samarbetet mellan de två vännerna var mycket fruktbart och båda blev stamgäster vid mötena som genomfördes av en grupp forskare organiserade av Hermann von Helmholtz..
Gustav Kirchhoff gifte sig 1857 med dottern till sin tidigare matematiklärare vid Königsberg. Hans fru, Clara Richelot, dog dock 1869 och lämnade forskaren ensam under vården av de fem barn de hade gemensamt. År 1872 gifte sig forskaren om, den här gången med Luise Brömmel.
Vid den tiden försämrades Kirchhoffs hälsa, som alltid hade varit osäker, och han tvingades använda rullstol eller, om så inte var fallet, kryckor..
Forskarens berömmelse ökade och många universitet skickade honom erbjudanden om att gå med i deras personal. Kirchhoff föredrog dock att stanna kvar i Heidelberg.
Kirchhoffs hälsotillstånd försämrades mer och mer. Snart började han ha svårt att genomföra nödvändiga experiment för att bekräfta sina undersökningar. Trots sin önskan att inte lämna Heidelberg, bestämde han sig i slutändan för att acceptera ett erbjudande från universitetet i Berlin att ta ordförande för fysik-matematik..
Kirchhoff gick med i sin nya tjänst 1875 och förutom läraruppgifter fortsatte han med teoretisk forskning. Resultatet var en av hans mest kända avhandlingar: Vorlesungen über mathematatischen Physik, publicerades i fyra volymer när han redan hade lämnat professuren i Berlin.
Vid 63 års ålder dog Gustav Kirchhoff i Berlin den 17 oktober 1887.
Kirchhoffs lagar är två grupper av lagar om elektriska kretsar och termisk utsläpp.
Båda lagarna är uppkallade efter författaren, även om de mest kända är de som rör elektroteknik.
Forskaren utvecklade en uppsättning lagar för att beskriva hur utsläpp av ljus från glödande föremål beter sig:
1 - Ett hett fast föremål producerar ljus i ett kontinuerligt spektrum.
2- En svag gas producerar ljus med spektrala linjer vid diskreta våglängder som beror på gasens kemiska sammansättning..
3- Ett fast föremål vid hög temperatur omgivet av en svag gas vid lägre temperaturer ger ljus i ett kontinuerligt spektrum med luckor vid diskreta våglängder vars positioner beror på gasens kemiska sammansättning.
De tre lagarna om Kirchhoffs spektrografi var senare grunden för kvantmekanikens utseende.
Som nämnts var den uppsättning lagar om el som Kirchhoff formulerade hans mest relevanta bidrag till vetenskapen. För att göra detta förlitade han sig på tidigare arbete av Georg Simon Ohm..
Dessa lagar blev snart grundläggande verktyg för kretsanalys. På ett mycket sammanfattat sätt tillåter dess förlängning att mäta strömens intensitet, liksom potentialskillnaden vid en viss punkt i en elkrets.
- Kirchhoffs första lag eller lag som motsvarar noderna: ”I vilken nod som helst är den algebraiska summan av de elektriska strömmarna som går in lika med summan av de strömmar som lämnar. Som ekvivalent är den algebraiska summan av alla strömmar som passerar genom noden lika med noll "
- Kirchhoffs andra lag eller lag som motsvarar maskorna: ”i en sluten krets i ett nätverk är summan av uppsättningen spänningsfall i dess komponenter lika med summan av de tillförda spänningarna och därför den algebraiska summan av de potentiella skillnaderna i ett nät är noll. "
Bortsett från de lagar som bär hans namn, gjorde Kirchhoff många fler bidrag till vetenskapen, både praktiska och teoretiska. Således ägnade han sina ansträngningar för att förbättra kunskap om el, plattteori, optik och spektroskopi, bland andra studier..
På samma sätt utförde han olika undersökningar om hur värmeledning sker och försökte mäta spektrumet för himmelstjärnorna, inklusive solen och nebulosorna. Den senare hjälpte honom att skapa en rumsatlas och demonstrera förhållandet mellan absorption av ljus och dess emission..
Kirchhof använde diffraktionsteorin som presenterades av Fresnel 1818 för att utveckla en formel som beskriver hur ljusvågor beter sig när de passerar genom en liten bländare..
Som nämnts var samarbetet mellan Gustav Kirchhoff och Robert Bunsen under deras vistelse vid universitetet i Heidelberg mycket fruktbart. Båda forskarna försökte banbrytande tekniker för spektrografisk analys. I praktiken gjorde det dem möjligt att upptäcka två nya kemiska element: rubidium och cesium..
För att göra dessa upptäckter var de två forskarna tvungna att göra ett nytt instrument: den moderna spektrografen. Den projicerar en flamma på botten av en skala med olika våglängder. Således kunde de lokalisera spektrallinjerna, som uppträder när ljus bryts ner i dess spektrum..
En annan av Kirchhoffs undersökningar var att försöka mäta spektralkompositionen hos vår stjärna, solen.
Denna forskning gjorde det möjligt för honom att ta reda på att när ljus passerar genom någon typ av gas absorberar det dess våglängder, precis som det skulle om det tidigare värmdes upp. Denna fastighet döptes Fraunhofer-linjer.
Kirchhoff använde sin förvärvade kunskap som en förklaring till de mörka linjer som finns i solspektret som intensifieras när solljus passerar genom en flamma. Resultatet av denna forskning var utfärdandet av utsläppslagen Kirchhoff-Clausius och var början på ett nytt stadium inom astronomi..
Forskaren använde de erhållna resultaten för att 1861 bestämma närvaron i solen av element som magnesium, zink, natrium eller koppar, eftersom det förekommer i jordskorpan..
I slutändan hjälpte dessa studier honom att skapa en karta över solspektrumet. Kartan, tryckt i fyra färger, beställdes av Berlin Academy of Sciences.
Forskaren ägnade också en del av sin tid åt att lösa några problem relaterade till elastiska plattor och deras deformation..
Den första teorin om detta ämne hade publicerats av Sophie Germain och Siméon Denis Poisson och senare fulländats av Claude-Louis Navier. Kirchhoffs arbete, som använde differentiell kalkyl, var att svara på de frågor som fortfarande förblev olösta..
Gustav Kirchhoff var författare, ensam eller i samarbete med andra kollegor, till flera vetenskapliga verk.
Bland de viktigaste är den som är tillägnad kemiska element och deras spektra , Untersuchungen über das Sonnenspektrum und die Spektren chemischer Elementen (1861-1863); hans fyra volymer om matematisk fysik, Vorlesungen über mathematatischen Physik (1876-1894) och Gesammelte Abhandlungen.
Gustav Kirchhoffs bidrag till vetenskapen erkändes av ett stort antal institutioner av hans tid. Bland dem som kallade honom medlem var Royal Society, American Academy of Arts and Sciences, Russian Academy of Sciences och Preussian Academy of Sciences..
Dessutom fick forskaren följande utmärkelser och priser som ett erkännande för sitt arbete.
- Order of Merit of Sciences and Arts.
- Rumford-medalj.
- Bavarian Order of Maximilian for Science and the Arts.
- Matteucci-medalj.
- Davy-medalj.
Efter sin död fick han också Jansen-medaljen och en månkrater och en asteroid döptes med hans efternamn..
Ingen har kommenterat den här artikeln än.