GUSTAV KIRCHHOFF: BIOGRAFIE, LEGI, CONTRIBUȚII, LUCRĂRI - BIOGRAFII - 2025

Gustav Kirchhoff (1824-1887) a fost un fizician german născut în martie 1824 în Prusia de Est de atunci. În timpul carierei sale științifice a adus contribuții importante în domenii precum electricitatea, spectroscopia sau măsurarea radiațiilor din corpurile negre.

Încă de la o vârstă fragedă, Kirchhoff a fost încurajat de familia sa să se dedice predării universitare. Întrucât în ​​liceu și-a arătat condițiile bune pentru matematică, a decis să opteze pentru acea materie, deși în ramura fizico-matematică. La Königberg, unde a studiat, a intrat în contact cu oameni de știință importanți care i-au influențat cercetările.

Gustav Kirchhoff - Sursa: Biblioteci Smithsonian sub Domeniul Public

Fără să-și fi terminat încă studiile universitare, Kirchhoff a prezentat câteva dintre primele sale lucrări. Printre cele mai proeminente se numără cele două seturi de legi care îi poartă numele. Unul este dedicat radiațiilor termice, deși cea mai importantă a fost legile legate de inginerie electrică.

Kirchhoff și-a petrecut cea mai mare parte a carierei sale la Universitatea din Heidelberg, în ciuda primirii de oferte din alte centre mai renumite. Numai la bătrânețe și cu o stare de sănătate destul de precară s-a mutat la Berlin. În ciuda acestui fapt, el a rămas activ până în momentul morții sale, în octombrie 1887.

Biografie

Gustav Robert Kirchhoff s-a născut la Königberg (pe atunci capitala Prusiei de Est) pe 12 octombrie 1824. La acea vreme, orașul era cunoscut pentru activitatea sa intelectuală, până la punctul de a fi supranumit „Orașul rațiunii pure”.

Familia sa aparținea elitelor locale, deoarece tatăl său era avocat cunoscut pentru devotamentul său față de statul prusac.

Înaltele abilități intelectuale ale lui Gustav au început să se arate de la o vârstă fragedă. În plus, educația sa a fost îndreptată de tatăl său a făcut obligația de a servi Prusia.

Ambii factori au determinat demersurile sale profesionale să fie concentrate pe a deveni profesor universitar, deoarece aceștia erau funcționari publici, ceea ce coincidea cu dorința tatălui său de a pune abilitățile sale în slujba țării sale.

Educaţie

Institutul Kneiphof a fost locul ales de familia sa pentru tânărul Gustav să urmeze liceul. În acel centru a început să-și arate condițiile bune pentru matematică, ceea ce l-a determinat să-și orienteze studiile universitare spre această materie.

Kirchhoff a intrat în centrul universitar din orașul său natal, Universitatea Albertus. Această instituție a fost cunoscută pentru seminarul de fizică matematică instituit de Franz Neumann (considerat părintele fizicii teoretice din țară) și de Carl Gustav Jakob Jacobi (unul dintre cei mai eminenți matematicieni ai vremii).

Viitorul om de știință a participat la acest seminar între 1843 și 1846. Totuși, el nu a putut profita de învățăturile lui Iacobi, care era bolnav și, din acest motiv, Neumman a fost cel care a avut cea mai mare influență asupra pregătirii sale.

Neumann începuse să fie interesat de inducția electrică până la acea dată și publicase primele sale două lucrări despre inducție în 1845. Acest lucru a făcut ca Kirchhoff, ca discipol al său, să înceapă să fie atent și la acest subiect. De altfel, a studiat și matematica cu Friedrich Jules Richelot.

Primele publicații

Încă din 1845, când încă studia, Kirchhoff a prezentat o lucrare la fluxul de electricitate într-o placă circulară. Acest studiu va fi ulterior la baza tezei sale de doctorat.

În același an, el a luat ca referință o teorie prezentată de un alt fizician, Georg Simon Ohm, pentru a formula ceea ce ar fi cunoscut drept Legile ingineriei electrice a lui Kirchhoff.

Transfer la Berlin

Prima consecință a publicării Legii lui Kirchhoff a fost că autorul a primit o bursă pentru a-și continua pregătirea la Paris. Cu toate acestea, situația din Europa la acea vreme era foarte tensionată, în special între Prusia și Franța, care în cele din urmă avea să intre în război în 1870.

Din acest motiv, Kirchhoff a respins opțiunea de a se muta în capitala franceză. În schimb, s-a stabilit la Berlin, unde a început să lucreze ca Privatdozent (un profesor care nu a primit niciun salariu) la Universitatea din acel oraș.

În perioada în care a desfășurat această activitate, savantul nu a încetat publicarea rezultatelor cercetării sale. Printre acestea, el a subliniat contribuția sa la teoria curenților electrici și electrostatici.

Următoarea destinație a fost Breslau (numită în prezent Wroclaw), unde a fost numit profesor extraordinar.

Universitatea Heidelberg

Șederea lui Kirchhoff la Breslau a durat un an, din 1851 până în 1852. În această perioadă, fizicianul a avut prieten cu Robert Bunsen, un cunoscut chimist.

Bunsen a fost cel care l-a convins pe Kirchhoff să părăsească orașul pentru a începe să lucreze ca profesor de fizică în Heidelberg. Colaborarea dintre cei doi prieteni a fost foarte fructuoasă și amândoi au devenit obișnuiți la întâlnirile purtate de un grup de oameni de știință organizat de Hermann von Helmholtz.

Gustav Kirchhoff s-a căsătorit în 1857 cu fiica fostului său profesor de matematică la Konigsberg. Cu toate acestea, soția sa, Clara Richelot, a murit în 1869, lăsându-l pe omul de știință singur în grija celor cinci copii pe care îi aveau în comun. În 1872, savantul s-a recăsătorit, de data aceasta cu Luise Brömmel.

În acel moment, sănătatea lui Kirchhoff, care fusese întotdeauna precară, s-a deteriorat și a fost nevoit să folosească un scaun cu rotile sau, în lipsa acestuia, cârje.

Faima savantului era în creștere și numeroase universități i-au trimis oferte pentru a se alătura personalului lor. Kirchhoff a preferat însă să rămână în Heidelberg.

Înapoi la Berlin

Starea de sănătate a lui Kirchhoff era din ce în ce mai rău. Curând a început să aibă dificultăți să efectueze experimentele necesare pentru a-i confirma investigațiile. În ciuda dorinței sale de a nu părăsi Heidelberg, la final a decis să accepte o ofertă de la Universitatea din Berlin pentru a ocupa catedra de fizică-matematică.

Kirchhoff s-a alăturat noului său post în 1875 și, pe lângă îndatoririle didactice, a continuat să efectueze cercetări teoretice. Rezultatul a fost unul dintre cele mai cunoscute tratate ale sale: Vorlesungen über mathematischen Physik, publicat în patru volume, când părăsise deja profesoratul din Berlin.

La vârsta de 63 de ani, Gustav Kirchhoff a murit la Berlin la 17 octombrie 1887.

Legile lui Kirchhoff

Legile lui Kirchhoff sunt două grupe de legi privind circuitele electrice și emisiile termice.

Ambele seturi de legi sunt numite după autorul lor, deși cele mai cunoscute sunt cele referitoare la inginerie electrică.

Cele trei legi ale lui Kirchhoff ale spectroscopiei

Omul de știință a dezvoltat un set de legi care să descrie modul în care se comportă emisia de lumină de către obiecte incandescente:

1- Un obiect solid fierbinte produce lumină într-un spectru continuu.

2- Un gaz tenu produce lumină cu linii spectrale la lungimi de undă discrete care depind de compoziția chimică a gazului.

3- Un obiect solid la temperaturi ridicate înconjurat de un gaz tenu la temperaturi mai scăzute produce lumină într-un spectru continuu, cu goluri la lungimi de undă discrete ale căror poziții depind de compoziția chimică a gazului.

Cele trei legi privind spectrografia lui Kirchhoff au fost, ulterior, baza apariției mecanicii cuantice.

Legile lui Kirchhoff în domeniul ingineriei electrice

După cum sa menționat, setul de legi privind energia electrică formulat de Kirchhoff a fost contribuția sa cea mai relevantă la știință. Pentru a face acest lucru, el s-a bazat pe lucrările anterioare ale lui Georg Simon Ohm.

Aceste legi au devenit curând instrumente fundamentale pentru analiza circuitelor. Într-un mod foarte rezumat, extensia sa permite măsurarea intensității curentului, precum și diferența de potențial la un anumit punct din circuitul electric.

- Prima lege sau lege a lui Kirchhoff corespunzătoare nodurilor: „În orice nod, suma algebrică a curenților electrici care intră este egală cu suma curenților care pleacă. Ca echivalent, suma algebrică a tuturor curenților care trec prin nod este egală cu zero "

- A doua lege sau lege a lui Kirchhoff corespunzătoare ochiurilor: „într-un circuit închis al unei rețele, suma setului de căderi de tensiune din componentele sale este egală cu suma tensiunilor furnizate și, prin urmare, suma algebrică a diferențele de potențial dintr-o plasă sunt zero. "

contribuţii

În afară de legile care îi poartă numele, Kirchhoff a adus multe mai multe contribuții la științe, atât practice, cât și teoretice. Astfel, el și-a dedicat eforturile pentru îmbunătățirea cunoștințelor despre electricitate, teoria plăcilor, optică și spectroscopie, printre alte domenii de studiu.

De asemenea, el a efectuat diverse investigații cu privire la modul în care se produce conducta de căldură și a încercat să măsoare spectrul corpurilor cerești, inclusiv soarele și nebuloasele. Acesta din urmă l-a ajutat să creeze un atlas spațial și să demonstreze relația dintre absorbția luminii și emisia acesteia.

Formula de difracție Kirchhoff

Kirchhof a folosit teoria difracției prezentată de Fresnel în 1818 pentru a dezvolta o formulă care descrie modul în care se comportă undele de lumină când trec printr-o mică deschidere.

Spectrografia și noile tehnici de analiză spectrografică

După cum sa menționat, colaborarea dintre Gustav Kirchhoff și Robert Bunsen în timpul șederii lor la Universitatea din Heidelberg a fost foarte fructuoasă. Ambii oameni de știință au încercat tehnici de pionierat pentru analiza spectrografică. În practică, acest lucru le-a permis să descopere două noi elemente chimice: rubidiu și cesiu.

Pentru a face aceste descoperiri, cei doi cercetători au fost nevoiți să facă un nou instrument: spectrografia modernă. Proiectează o flacără pe fundul unei scări cu diferite lungimi de undă. Astfel, au fost capabili să localizeze liniile spectrale, care apar atunci când lumina se descompune în spectrul său.

Compoziția spectrală a Soarelui

O altă dintre investigațiile lui Kirchhoff a fost încercarea de a măsura compoziția spectrală a stelei noastre, Soarele.

Această cercetare i-a permis să afle că, atunci când lumina trece prin orice tip de gaz, ea absoarbe lungimile de undă, la fel cum s-ar fi încălzit anterior. Această proprietate a fost botezată liniile Fraunhofer.

Kirchhoff a folosit cunoștințele acumulate ca o explicație pentru liniile întunecate prezente în spectrul solar și care se intensifică atunci când lumina soarelui trece printr-o flacără. Rezultatul acestei cercetări a fost promulgarea Legii emisiilor Kirchhoff-Clausius și a fost începutul unei noi etape în domeniul astronomiei.

Omul de știință a folosit rezultatele obținute pentru a determina, în 1861, prezența la Soare a unor elemente precum magneziu, zinc, sodiu sau cupru, așa cum apare în crusta Pământului.

În cele din urmă, aceste studii l-au ajutat să creeze o hartă a spectrului solar. Harta, tipărită în patru culori, a fost comandată de Academia de Științe din Berlin.

Deformarea plăcii elastice

Oamenii de știință și-au petrecut o parte din timp rezolvând unele probleme legate de plăcile elastice și deformarea lor.

Prima teorie despre acest subiect a fost publicată de Sophie Germain și Siméon Denis Poisson și, ulterior, perfecționată de Claude-Louis Navier. Slujba lui Kirchhoff, care a folosit calculul diferențial, a fost să răspundă la întrebările care rămâneau încă nesoluționate.

Lucrări și publicații

Gustav Kirchhoff a fost autorul, singur sau în colaborare cu alți colegi, a mai multor lucrări științifice.

Printre cele mai importante sunt cele dedicate elementelor chimice și spectrelor lor, Untersuchungen über das Sonnenspektrum und die Spektren chemischer Elementen (1861-1863); cele patru volume ale sale de fizică matematică, Vorlesungen über mathematischen Physik (1876-1894) și Gesammelte Abhandlungen.

Premii și onoruri

Contribuțiile lui Gustav Kirchhoff la știință au fost recunoscute de un număr mare de instituții ale vremii sale. Printre cei care l-au numit membru s-au numărat Royal Society, Academia Americană de Arte și Științe, Academia Rusă de Științe și Academia Prusiană de Științe.

În plus, savantul a primit și următoarele premii și premii în semn de recunoaștere a muncii sale.

- Ordinul Meritul Științelor și Artelor.

- Medalia Rumford

- Ordinul bavarian de Maximilian pentru știință și arte.

- Medalia Matteucci

- Medalia Davy.

După moartea sa, el a primit și medalia Jansen și un crater lunar și un asteroid au fost botezați cu numele de familie.

Referințe

1. Biografii și vieți. Gustav Kirchhoff. Obținut de la biografiasyvidas.com
2. McAllister, Willy. Legile lui Kirchhoff. Recuperat de pe es.khanacademy.org
3. EcuRed. Gustav Kirchhoff. Obținut de la ecured.cu
4. Redactorii Encyclopaedia Britannica. Gustav Kirchhoff. Preluat de pe britannica.com
5. Oameni de știință faimoși. Gustav Kirchhoff. Preluat de la famousscientists.org
6. Noua enciclopedie mondială. Gustav Kirchhoff. Preluat de la newworldencyclopedia.org
7. Institutul de Istorie a Științei Robert Bunsen și Gustav Kirchhoff. Preluat de la sciencehistory.org
8. Robertson, EF; O'Connor, JJ Gustav Robert Kirchhoff. Preluat din grupuri.dcs.st-and.ac.uk