GUSTAV KIRCHHOFF: BIOGRAFI, LAGAR, BIDRAG, VERK - BIOGRAFIER - 2025

Gustav Kirchhoff (1824-1887) var en tysk fysiker som föddes i mars 1824 i dåvarande Östra Preussen. Under sin vetenskapliga karriär gav han viktiga bidrag inom områden som el, spektroskopi eller mätning av strålning från svarta kroppar.

Från en mycket ung ålder uppmuntrades Kirchhoff av sin familj att ägna sig åt universitetsundervisningen. Eftersom han på gymnasiet visade sina goda förutsättningar för matematik, bestämde han sig för att välja det ämnet, även om det var i den fysisk-matematiska grenen. På Königberg, där han studerade, kom han i kontakt med viktiga forskare som påverkade hans forskning.

Gustav Kirchhoff - Källa: Smithsonian Libraries under Public Domain

Utan att ha slutfört sina universitetsstudier ännu presenterade Kirchhoff några av sina första verk. Bland de mest framstående är de två uppsättningarna lagar som bär hans namn. Den ena ägnas åt termisk strålning, även om den viktigaste var lagarna i samband med elektroteknik.

Kirchhoff tillbringade större delen av sin karriär vid universitetet i Heidelberg, trots att han fick erbjudanden från andra mer kända centra. Först i sin ålderdom och med ett ganska osäkert hälsotillstånd flyttade han till Berlin. Trots detta förblev han aktiv fram till sin död, i oktober 1887.

Biografi

Gustav Robert Kirchhoff föddes i Königberg (då huvudstaden i Östra Preussen) den 12 oktober 1824. Vid den tiden var staden känd för sin intellektuella aktivitet, till den punkten att den fick smeknamnet "City of Pure Reason."

Hans familj tillhörde den lokala eliten, eftersom hans far var en advokat känd för sin hängivenhet till den preussiska staten.

Gustavs höga intellektuella förmågor började visa sig från en mycket ung ålder. Dessutom styrdes hans utbildning av sin far som gjorde skyldigheten att tjäna Preussen.

Båda faktorerna fick hans professionella steg att fokusera på att bli universitetsprofessor, eftersom det vid den tiden var offentliga tjänstemän, vilket sammanföll med hans fars önskan att han ställde sina kunskaper till sitt lands tjänst.

Utbildning

Kneiphof-institutet var den plats som hans familj valdes för den unga Gustav att gå på gymnasiet. I det centrum började han visa sina goda förutsättningar för matematik, vilket ledde till att han orienterade sina universitetsstudier mot det ämnet.

Kirchhoff gick in i universitetscentret i sin hemstad Albertus University. Denna institution var känd för seminariet om matematisk fysik som inrättades av Franz Neumann (anses vara far till 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. Han kunde dock inte dra nytta av lärorna från Jacobi, som var sjuk, och av detta skäl var det Neumman som hade det största inflytandet på sin utbildning.

Neumann hade börjat intressera sig för elektrisk induktion vid det datumet och hade publicerat sina två första verk på induktion 1845. Detta fick Kirchhoff, som en lärjunge till hans, att börja uppmärksamma också på det ämnet. Dessutom studerade han också matematik med Friedrich Jules Richelot.

Första publikationer

Redan 1845, när han fortfarande studerade, presenterade Kirchhoff ett arbete om flödet av elektricitet 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 vad som skulle kallas Kirchhoffs lagar för elektroteknik.

Transfer till Berlin

Den första konsekvensen av publiceringen av lagarna om Kirchhoff var att författaren fick ett stipendium för att fortsätta sin utbildning i Paris. Situationen i Europa vid den tiden var emellertid mycket spänd, särskilt mellan Preussen och Frankrike, som så småningom skulle gå 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 (en professor som inte fick någon lön) vid universitetet i staden.

Under den tid då han genomförde denna verksamhet slutade inte forskaren att publicera resultaten av sin forskning. Bland dessa framhöll han sitt bidrag till teorin om elektriska och elektrostatiska strömmar.

Hans nästa destination var Breslau (numera kallad Wroclaw), där han utnämndes till extraordinär professor.

Heidelbergs universitet

Kirchhoffs vistelse i Breslau varade i ett år, från 1851 till 1852. Under denna tid vände sig fysikern med Robert Bunsen, en välkänd 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 dotter till sin tidigare matematiklärare på Konigsberg. Men hans fru, Clara Richelot, dog 1869 och lämnade forskaren ensam i vården av de fem barnen de hade gemensamt. 1872 gifte sig forskaren igen, denna gång med Luise Brömmel.

Vid den tiden försämrades Kirchhoffs hälsa, som alltid hade varit osäker, och han tvingades använda en rullstol eller, om inte detta, 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.

Tillbaka till Berlin

Kirchhoffs hälsotillstånd blev värre och värre. Snart började han ha svårt att utföra de nödvändiga experimenten för att bekräfta sina undersökningar. Trots sin önskan att inte lämna Heidelberg, beslutade han i slutändan att acceptera ett erbjudande från universitetet i Berlin att ockupera ordföranden för fysik-matematik.

Kirchhoff tillträdde sin nya tjänst 1875 och förutom undervisningsuppgifter fortsatte teoretisk forskning. Resultatet var ett av hans mest kända avhandlingar: Vorlesungen über mathematatischen Physik, publicerad i fyra bind när han redan hade lämnat professoratet i Berlin.

Vid 63 års ålder dog Gustav Kirchhoff i Berlin den 17 oktober 1887.

Kirchhoffs lagar

Kirchhoffs lagar är två grupper av lagar om elektriska kretsar och termisk utsläpp.

Båda laguppsättningarna är uppkallad efter författaren, även om de mest kända är de som rör elektroteknik.

Kirchhoffs tre lagar om spektroskopi

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 tågas producerar ljus med spektrallinjer med diskreta våglängder som är beroende av gasens kemiska sammansättning.

3 - Ett fast föremål vid hög temperatur omgiven av en tågas vid lägre temperatur producerar ljus i ett kontinuerligt spektrum med luckor vid diskreta våglängder vars position beror på den kemiska sammansättningen av gasen.

De tre lagarna om Kirchhoffs spektrografi var senare grunden för uppkomsten av kvantmekanik.

Kirchhoffs lagar för elektroteknik

Som nämnts var den uppsättning lagar om elektricitet som Kirchhoff formulerade hans mest relevanta bidrag till vetenskapen. För att göra detta drog han på tidigare verk av Georg Simon Ohm.

Dessa lagar blev snart grundläggande verktyg för kretsanalys. På ett mycket sammanfattat sätt tillåter dess förlängning att mäta intensiteten hos strömmen, såväl som potentialskillnaden vid en viss punkt inom en elkrets.

- Kirchhoffs första lag eller lag som motsvarar noderna: ”I vilken nod som helst är den algebraiska summan av de elektriska strömmarna som kommer in lika med summan av strömmarna som lämnar. Som ekvivalent är den algebraiska summan av alla strömmar som passerar genom noden lika med noll "

- Kirchhoffs andra lag eller lag motsvarande maskorna: ”i en stängd krets i ett nätverk är summan av spänningsuppsättningen i dess komponenter lika med summan av de medföljande spänningarna och därför den algebraiska summan av de potentiella skillnaderna i ett nät är noll. "

Bidrag

Förutom de lagar som bär hans namn, gjorde Kirchhoff många fler bidrag till vetenskapen, både praktiska och teoretiska. Således ägnade han sina ansträngningar till att förbättra kunskapen om el, plattteori, optik och spektroskopi, bland andra studierektorer.

På samma sätt genomförde han olika undersökningar av hur värmeledning inträffar och försökte mäta spektrumet av himmelkroppar, inklusive solen och nebulosorna. Den senare hjälpte honom att skapa en rumslig atlas och demonstrera förhållandet mellan absorption av ljus och dess utsläpp.

Kirchhoff diffraktionsformel

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.

Spektrografiken och nya spektrografiska analystekniker

Som noterats var samarbetet mellan Gustav Kirchhoff och Robert Bunsen under deras vistelse vid universitetet i Heidelberg mycket fruktigt. Båda forskarna försökte banbrytande tekniker för spektrografisk analys. I praktiken tillät detta detta 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 låga på botten av en skala med olika våglängder. Således kunde de lokalisera spektrallinjerna, som dyker upp när ljus bryter ned i dess spektrum.

Spektral sammansättning av solen

En annan av Kirchhoffs undersökningar var att försöka mäta den spektrala sammansättningen av 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 göra om det tidigare värmdes. Den här egenskapen döptes Fraunhofer-linjerna.

Kirchhoff använde kunskapen som förklaring för de mörka linjerna i solspektrumet och som intensifieras när solljus passerar genom en låga. Resultatet av denna forskning var promulgeringen av Kirchhoff-Clausius utsläppslagen och det var början på en ny etapp inom astronomifältet.

Forskaren använde de resultat som erhölls för att bestämma 1861 närvaron i solen av element som magnesium, zink, natrium eller koppar, som inträffar i jordskorpan.

I slutändan hjälpte dessa studier honom att skapa en karta över solspektrumet. Kartan, tryckt i fyrfärg, beställdes av Berlin Academy of Sciences.

Elastisk plattform deformation

Forskaren tillbringade också en del av sin tid på 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 perfektionerad av Claude-Louis Navier. Kirchhoffs jobb, som använde differentieringsberäkningen, var att svara på frågorna som fortfarande var olösta.

Verk och publikationer

Gustav Kirchhoff var författare, ensam eller i samarbete med andra kollegor, av flera vetenskapliga verk.

Bland de viktigaste är den som ägnas åt 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.

Utmärkelser och utmärkelser

Gustav Kirchhoffs bidrag till vetenskapen erkändes av ett stort antal institutioner i hans tid. Bland dem som utsåg honom till medlem var Royal Society, American Academy of Arts and Sciences, Russian Academy of Sciences och Prussian Academy of Sciences.

Dessutom fick forskaren följande utmärkelser och priser i erkännande av sitt arbete.

- Order of Merit of Sciences and Arts.

- Rumford-medaljen.

- Bavarian Order of Maximilian for Science and the Arts.

- Matteucci-medalj.

- Davy-medaljen.

Efter hans död fick han också Jansen-medaljen och en månkrater och en asteroid döptes med hans efternamn.

referenser

1. Biografier och liv. Gustav Kirchhoff. Erhållen från biografiasyvidas.com
2. McAllister, Willy. Kirchhoffs lagar. Återställs från es.khanacademy.org
3. EcuRed. Gustav Kirchhoff. Erhållen från ecured.cu
4. Redaktörerna för Encyclopaedia Britannica. Gustav Kirchhoff. Hämtad från britannica.com
5. Kända forskare. Gustav Kirchhoff. Hämtad från famousscientists.org
6. New World Encyclopedia. Gustav Kirchhoff. Hämtad från newworldencyclopedia.org
7. Science History Institute. Robert Bunsen och Gustav Kirchhoff. Hämtad från sciencehistory.org
8. Robertson, EF; O'Connor, JJ Gustav Robert Kirchhoff. Hämtad från groups.dcs.st-and.ac.uk