GUSTAV KIRCHHOFF: ÉLETRAJZ, TÖRVÉNYEK, KÖZLEMÉNYEK, MŰVEK - ÉLETRAJZOK - 2025

Gustav Kirchhoff (1824-1887) egy német fizikus, 1824 márciusában született az akkori Kelet-Poroszországban. Tudományos karrierje során jelentős mértékben hozzájárult olyan területeken, mint az elektromosság, a spektroszkópia vagy a fekete testek sugárzásának mérése.

Kirchhoffot nagyon fiatalon ösztönözte a családja, hogy szentelje magát az egyetemi oktatásnak. Mivel a középiskolában megmutatta a jó feltételeket a matematikához, úgy döntött, hogy ezt a tantárgyat választja, bár a fizikai-matematikai ágazatban. Königbergben, ahol tanulmányozta, kapcsolatba került olyan fontos tudósokkal, akik befolyásolták kutatását.

Gustav Kirchhoff - Forrás: Smithsonian könyvtárak a Public Domain alatt

Anélkül, hogy még befejezte volna egyetemi tanulmányait, Kirchhoff bemutatta néhány első műjét. A legszembetűnőbbek között a nevét viseli a két törvénykészlet. Az egyik a hő sugárzásra vonatkozik, bár a legfontosabb az elektrotechnikával kapcsolatos törvények voltak.

Kirchhoff karrierje nagy részét a Heidelbergi Egyetemen töltötte, annak ellenére, hogy más híres központoktól kapott ajánlatokat. Csak öregkorában és meglehetősen bizonytalan egészségi állapotával költözött Berlinbe. Ennek ellenére haláláig, 1887 októberében maradt aktív.

Életrajz

Gustav Robert Kirchhoff Königbergben (akkori Kelet-Poroszország fővárosa) született 1824. október 12-én. Abban az időben a város szellemi tevékenységéről volt ismert, egészen addig a pontig, amikor "tiszta oka városának" neveztek.

Családja a helyi elithez tartozott, mivel apja ügyvéd volt a porosz állam iránti elkötelezettségéről.

Gustav magas szellemi képességei nagyon fiatalon kezdtek megmutatkozni. Ezen túlmenően az apja irányította oktatását, és kötelezte el Poroszország szolgálatát.

Mindkét tényező arra késztette a szakmai lépéseit, hogy egyetemi tanárra váljon, mivel akkoriban állami tisztviselők voltak, ami egybeesett apja vágyával, hogy képességeit országának szolgálatába állítsa.

Oktatás

A Kneiphof Intézet volt a családja által kiválasztott hely a fiatal Gustav számára a középiskolába. Abban a központban kezdte megmutatni a jó feltételeit a matematikához, ami arra késztette őt, hogy egyetemi tanulmányait e tárgy felé irányítsa.

Kirchhoff belépett az egyetemi központba szülővárosában, az Albertus Egyetemen. Ezt az intézményt a matematikai fizika szemináriumáról ismerték meg, amelyet Franz Neumann (az ország elméleti fizika atyjának tartott) és Carl Gustav Jakob Jacobi (a korszak egyik legkiválóbb matematikusa) alapított.

A leendő tudós 1843 és 1846 között ezen a szemináriumon vett részt. Ugyanakkor nem tudta kihasználni beteg Jacobi tanításait, és ezért Neumman volt a legnagyobb befolyással edzésére.

Neumann arra az időre kezdte érdeklődését az elektromos indukció iránt, és 1845-ben publikálta első két indukciós munkáját. Ez arra késztette Kirchhoffot, mint tanítványát, hogy erre a témára is figyelmet fordítson. Emellett matematikát tanult Friedrich Jules Richelot mellett.

Első publikációk

1845-ben, amikor még tanulmányozta, Kirchhoff egy körlemezben egy munkát mutatott be az áram áramlásáról. Ez a tanulmány később lesz doktori disszertációjának alapja.

Ugyanebben az évben referenciaként egy másik fizikus, Georg Simon Ohm által bemutatott elméletet fogalmazott meg, amit Kirchhoff villamosmérnöki törvényei ismertek.

Transzfer Berlinbe

A Kirchhoff törvények közzétételének első következménye az volt, hogy a szerző ösztöndíjat kapott Párizsban folytatott képzéséhez. Az akkori európai helyzet azonban nagyon feszült volt, különösen Poroszország és Franciaország között, amelyek 1870-ben végül háborúba kerültek.

Ezért Kirchhoff elutasította a francia fővárosba költözés lehetőségét. Ehelyett Berlinbe telepedett le, ahol Privatdozentként dolgozott (egy professzor, aki nem kapott fizetést) a város egyetemében.

A tevékenység végzése alatt a tudós nem hagyta abba a kutatás eredményeinek közzétételét. Ezek között kiemelte az elektromos és elektrosztatikus áramok elméletéhez való hozzájárulását.

Következő rendeltetési helye Breslau volt (manapság Wroclaw néven), ahol rendkívüli professzornak nevezték ki.

Heidelbergi Egyetem

Kirchhoff breslau-i tartózkodása egy évig tartott, 1851-től 1852-ig. Ebben az időben a fizikus Robert Bunsenhez, a közismert kémikushoz társult.

Bunsen volt az, aki meggyőzte Kirchhoffot, hogy hagyja el a várost, hogy fizikai tanárként kezdjen dolgozni Heidelbergben. A két barát közötti együttműködés nagyon gyümölcsöző volt, és mindkettő rendszeresé vált a Hermann von Helmholtz által szervezett tudóscsoport által tartott üléseken.

Gustav Kirchhoff 1857-ben feleségül vette Konigsberg korábbi matematikai tanára lányát. Felesége, Clara Richelot azonban 1869-ben elhunyt, és a tudós egyedül maradt az általuk közös öt gyermek gondozásában. 1872-ben a tudós újraházasodott, ezúttal Luise Brömmelrel.

Abban az időben Kirchhoff egészsége, amely mindig is bizonytalan volt, romlott, és kerekes székre kényszerítették, vagy ennek hiányában a mankákat.

A tudós hírneve egyre növekszik, és számos egyetem ajánlatokat küldött neki, hogy csatlakozzon munkatársaikhoz. Kirchhoff azonban inkább Heidelbergben maradt.

Vissza Berlinbe

Kirchhoff egészségi állapota egyre rosszabb volt. Hamarosan nehezen hajtotta végre a szükséges kísérleteket a vizsgálatok megerősítésére. Annak ellenére, hogy nem akarta elhagyni Heidelberget, végül úgy döntött, hogy elfogadja a berlini egyetem ajánlatát a fizika-matematika székének betöltésére.

Kirchhoff 1875-ben csatlakozott új álláshelyéhez, és a tanítási feladatok mellett folytatta az elméleti kutatásokat. Ennek eredményeként az egyik legismertebb értekezését írta: Vorlesungen über mateischen Physik, amelyet négy kötetben publikáltak, amikor már elhagyta a berlini professzort.

63 éves korában Gustav Kirchhoff 1887. október 17-én halt meg Berlinben.

Kirchhoff törvényei

Kirchhoff törvényei az elektromos áramkörökre és a hőkibocsátásra vonatkozó két törvénycsoportot tartalmaznak.

Mindkét törvényt a szerzőjük szerint nevezték el, bár a legismertebbek az elektrotechnikával kapcsolatosak.

Kirchhoff spektroszkópiájának három törvénye

A tudós egy sor olyan törvényt dolgozott ki, amely leírja, hogyan viselkedik az izzó tárgyak fénykibocsátása:

1- A forró szilárd tárgy folyamatos spektrumban világít.

2 - A feszített gáz spektrumvonalakkal fényt hoz létre olyan diszkrét hullámhosszon, amely a gáz kémiai összetételétől függ.

3 - Magas hőmérsékleten egy szilárd tárgy, amelyet alacsony hőmérsékleten feszes gáz vesz körül, folytonos spektrumban világít, diszkrét hullámhosszúságú résekkel, amelyek helyzete a gáz kémiai összetételétől függ.

Később a Kirchhoff spektrográfiájáról szóló három törvény alapozta meg a kvantummechanika megjelenését.

Kirchhoff villamosmérnöki törvényei

Mint már említésre került, a villamos energiáról szóló törvénykészlet, amelyet Kirchhoff fogalmazott meg, volt a legrelevánsabb hozzájárulása a tudományhoz. Ennek érdekében Georg Simon Ohm korábbi munkáira támaszkodott.

Ezek a törvények hamarosan alapvető eszközévé váltak az áramköri elemzéshez. Nagyon összefoglalva a kiterjesztése lehetővé teszi az áram intenzitásának, valamint a potenciálkülönbségnek az áramkör egy adott pontján történő mérését.

- Kirchhoff első, vagy a csomópontokra vonatkozó törvénye: „Bármely csomópontban a belépő elektromos áramok algebrai összege egyenlő a távozó áramok összegével. Ellenértékként a csomóponton áthaladó összes áram algebrai összege nulla "

- Kirchhoff második törvénye vagy a hálóra vonatkozó törvény: „Egy hálózat zárt áramkörében az alkatrészekben levő feszültségcsökkenés összege megegyezik a szolgáltatott feszültségek összegével, tehát az algebrai összeg a hálóban a lehetséges különbségek nulla ".

hozzájárulások

A nevét viselő törvényeken kívül Kirchhoff sokkal több hozzájárulást nyújtott a tudományhoz, mind gyakorlati, mind elméleti szempontból. Ezért erőfeszítéseit az elektromosság, a lemezelmélet, az optika és a spektroszkópia ismereteinek fejlesztésére fordította, többek között a tanulmányi területeken.

Hasonlóképpen, különféle vizsgálatokat végzett a hővezetés kialakulásáról, és megpróbálta megmérni az égitestek spektrumát, beleértve a napot és a ködöket. Ez utóbbi segített neki létrehozni egy térbeli atlaszt, és megmutatta a fényelnyelés és a sugárzás közötti kapcsolatot.

Kirchhoff diffrakciós formula

Kirchhof a diffrakciós elméletet, amelyet Fresnel 1818-ban mutatta be, kidolgozta egy képletet, amely leírja, hogyan viselkednek a fényhullámok, amikor kis nyíláson haladnak át.

A spektrográf és az új spektrográfiai elemzési technikák

Mint említésre került, Gustav Kirchhoff és Robert Bunsen közötti együttműködés a Heidelbergi Egyetemen való tartózkodásuk során nagyon gyümölcsöző volt. Mindkét tudós úttörő technikákat kipróbált a spektrográfiai elemzéshez. A gyakorlatban ez lehetővé tette számukra két új kémiai elem felfedezését: rubídium és cézium.

A felfedezés érdekében a két kutatónak új műszert kellett készítenie: a modern spektrográfot. Lángot bocsát ki a különböző hullámhosszú skálák aljára. Így képesek voltak megtalálni a spektrális vonalakat, amelyek akkor jelennek meg, amikor a fény szétesik a spektrumába.

A Nap spektrális összetétele

Kirchhoff másik vizsgálata a csillagunk, a Nap spektrális összetételének mérése volt.

Ez a kutatás lehetővé tette számára, hogy megtudja, hogy amikor a fény bármilyen típusú gázon áthalad, akkor abszorbeálja annak hullámhosszait, ugyanúgy, mintha korábban hevítették volna. Ezt a tulajdonságot a Fraunhofer vonalak kereszteltették.

Kirchhoff a megszerzett tudását magyarázza a nap spektrumában található sötét vonalakra, amelyek fokozódnak, amikor a napfény áthalad a lángon. Ennek a kutatásnak az eredménye a Kirchhoff-Clausius kibocsátási törvény kihirdetése volt, és ez volt a csillagászat új szakaszának kezdete.

A tudós az eredmények alapján 1861-ben meghatározta a magnézium, cink, nátrium vagy réz olyan elemeinek a Nap jelenlétét, amelyek a földkéregben előfordulnak.

Végül ezek a tanulmányok segítettek neki a napspektrum térképének elkészítésében. A négy színben nyomtatott térképet a Berlini Tudományos Akadémia megbízta.

Rugalmas lemez deformáció

A tudós ideje egy részét az elasztikus lemezekkel és azok deformációjával kapcsolatos egyes problémák megoldásában töltötte.

Az első elméletet ebben a témában Sophie Germain és Siméon Denis Poisson tették közzé, később pedig Claude-Louis Navier tökéletesítette. Kirchhoff feladata, aki a differenciálszámítást használta, az volt, hogy válaszoljon a még megoldatlan kérdésekre.

Művek és publikációk

Gustav Kirchhoff több tudományos mű szerzője volt, önmagában vagy más kollégákkal együttműködve.

A legfontosabbak között szerepel a kémiai elemekre és azok spektrumára szentelt elem, az Untersuchungen über das Sonnenspektrum und die Spektren kémikus Elementen (1861-1863); négy kötet a matematikai fizikáról, a Vorlesungen über mateischen Physik (1876-1894) és a Gesammelte Abhandlungen.

Díjak és kitüntetések

Korának számos intézménye elismerte Gustav Kirchhoff tudományos hozzájárulását. Tagjaiként a Királyi Társaság, az Amerikai Művészeti és Tudományos Akadémia, az Orosz Tudományos Akadémia és a Porosz Tudományos Akadémia volt.

Ezen felül a tudós munkája elismeréseként a következő díjakat és díjakat is kapta.

- A Tudomány és a Művészet Érdemrendje.

- Rumford-érme.

- Maximilian bajor rendje a tudomány és a művészet számára.

- Matteucci-érme.

- Davy-érme.

Halála után megkapta a Jansen-érmet, valamint egy holdkrátert és egy aszteroidát megkereszteltette a vezetéknevével.

Irodalom

1. Életrajzok és életek. Gustav Kirchhoff. A biografiasyvidas.com címen szerezhető be
2. McAllister, Willy. Kirchhoff törvényei. Helyreállítva az es.khanacademy.org webhelyről
3. EcuRed. Gustav Kirchhoff. A (z) ecured.cu webhelyről szerezhető be
4. Az Encyclopaedia Britannica szerkesztői. Gustav Kirchhoff. Visszakeresve a britannica.com webhelyről
5. Híres tudósok. Gustav Kirchhoff. A (z) famousscientists.org lapból származik
6. New World Encyclopedia. Gustav Kirchhoff. Vissza a (z) newworldencyclopedia.org oldalról
7. Tudománytörténeti Intézet. Robert Bunsen és Gustav Kirchhoff. Vissza a (z) sciencehistory.org oldalról
8. Robertson, EF; O'Connor, JJ Gustav Robert Kirchhoff. A (z) groups.dcs.st-and.ac.uk lapból származik