GUSTAV KIRCHHOFF: BIOGRAFIJA, ZAKONI, PRILOZI, DJELA - BIOGRAFIJE - 2026

Gustav Kirchhoff (1824-1887) bio je njemački fizičar rođen u ožujku 1824. u tadašnjoj Istočnoj Prusiji. Tijekom svoje znanstvene karijere dao je važan doprinos u područjima kao što su električna energija, spektroskopija ili mjerenje zračenja iz crnih tijela.

Već od malih nogu Kirchhoff je obitelj ohrabrivala da se posveti sveučilišnoj nastavi. Budući da je u srednjoj školi pokazao svoje dobre uvjete za matematiku, odlučio se odlučiti za taj predmet, iako u fizičko-matematičkoj grani. U Königbergu, gdje je studirao, stupio je u kontakt s važnim znanstvenicima koji su utjecali na njegovo istraživanje.

Gustav Kirchhoff - Izvor: Smithsonian Libraries under Public Domain

Iako još nije završio sveučilišni studij, Kirchhoff je predstavio neke od svojih prvih radova. Među najistaknutijima su dva skupa zakona koji nose njegovo ime. Jedan je posvećen toplinskom zračenju, iako su najvažniji bili zakoni koji se odnose na elektrotehniku.

Kirchhoff je veći dio karijere proveo na Heidelberškom sveučilištu, unatoč tome što je dobio ponude drugih poznatih središta. Tek u starosti i s prilično nesigurnim zdravstvenim stanjem preselio se u Berlin. Unatoč tome, ostao je aktivan do trenutka smrti, u listopadu 1887. godine.

Biografija

Gustav Robert Kirchhoff rođen je u Königbergu (tada glavnom gradu Istočne Pruske) 12. listopada 1824. U to je vrijeme grad bio poznat po svojoj intelektualnoj aktivnosti, do te mjere da ga je nadimao "Grad čistog razloga".

Njegova obitelj pripadala je lokalnoj eliti, budući da je njegov otac bio pravnik poznat po odanosti pruskoj državi.

Gustavove visoke intelektualne sposobnosti počele su se pokazivati ​​od malih nogu. Osim toga, školovanjem mu je upravljao otac preuzeo obvezu služenja Pruskoj.

Oba su faktora uslijedila da se njegovi profesionalni koraci usmjere na to da postane sveučilišni profesor, budući da su u to vrijeme to bili javni službenici, što se podudaralo sa željom njegovog oca da svoje vještine stavi u službu svoje zemlje.

Obrazovanje

Kneiphof institut mjesto je koje je obitelj odabrala za mladog Gustava za pohađanje srednje škole. U tom centru počeo je pokazivati ​​svoje dobre uvjete za matematiku, što ga je dovelo do orijentacije studija na tom predmetu.

Kirchhoff je ušao u sveučilišni centar u svom rodnom gradu, Sveučilište Albertus. Ova je ustanova bila poznata po seminaru o matematičkoj fizici koji su osnovali Franz Neumann (koji se smatra ocem teorijske fizike u zemlji) i Carl Gustav Jakob Jacobi (jedan od najeminentnijih matematičara toga vremena).

Budući znanstvenik prisustvovao je ovom seminaru između 1843. i 1846. Međutim, nije mogao iskoristiti učenje Jacobija, koji je bio bolestan, i upravo je zbog toga najveći utjecaj na njegovo treniranje imao Neumman.

Neumann se do tog datuma počeo zanimati za električnu indukciju i objavio je svoja prva dva djela o indukciji 1845. Zbog toga je Kirchhoff, kao njegov učenik, počeo obraćati pažnju i na tu temu. Osim toga, studirao je i matematiku kod Friedricha Julesa Richelota.

Prve publikacije

Već 1845., kad je još studirao, Kirchhoff je predstavio djelo o protoku električne energije u kružnoj ploči. Kasnije će ova studija biti osnova njegovog doktorskog rada.

Iste godine uzeo je kao referencu teoriju koju je predstavio drugi fizičar, Georg Simon Ohm, kako bi formulirao ono što bi bilo poznato kao Kirchhoff-ovi zakoni elektrotehnike.

Transfer do Berlina

Prva posljedica objavljivanja Kirchhoffovih zakona bila je da je autor dobio stipendiju za nastavak školovanja u Parizu. Međutim, tadašnja situacija u Europi bila je vrlo napeta, posebno između Pruske i Francuske, koja bi na kraju trebala krenuti u rat 1870. godine.

Zbog toga je Kirchhoff odbacio mogućnost preseljenja u francusku prijestolnicu. Umjesto toga, nastanio se u Berlinu, gdje je počeo raditi kao privatdozent (profesor koji nije primao nikakvu plaću) na sveučilištu u tom gradu.

Tijekom vremena u kojem je obavljao tu aktivnost, znanstvenik nije prestajao objavljivati ​​rezultate svojih istraživanja. Među njima je istaknuo svoj doprinos teoriji električnih i elektrostatskih struja.

Njegovo sljedeće odredište bio je Breslau (danas se zove Wroclaw), gdje je imenovan izvanrednim profesorom.

Sveučilište Heidelberg

Kirchhoffov boravak u Breslauu trajao je godinu dana, od 1851. do 1852. godine. Za to se vrijeme fizičar sprijateljio s Robertom Bunsenom, poznatim kemičarom.

Upravo je Bunsen uvjerio Kirchhoffa da napusti grad kako bi počeo raditi kao učitelj fizike u Heidelbergu. Suradnja dvojice prijatelja bila je vrlo plodna i oboje su postali redoviti na sastancima koje je provela skupina znanstvenika u organizaciji Hermanna von Helmholtza.

Gustav Kirchhoff oženio se 1857. kćeri svog bivšeg učitelja matematike u Konigsbergu. Međutim, njegova supruga Clara Richelot preminula je 1869. godine, ostavivši znanstvenika samog u skrbi nad petero djece koju imaju zajedničko. Znanstvenica se 1872. ponovno porodila, ovaj put s Luise Brömmel.

Tada se Kirchhoffovo zdravlje, koje je oduvijek bilo nesigurno, pogoršalo i bio je prisiljen koristiti invalidska kolica ili, ako to nije uspio, štake.

Slava znanstvenika bila je sve veća i brojna sveučilišta poslala su mu ponude da se pridruži njihovom osoblju. Kirchhoff je, međutim, radije ostao u Heidelbergu.

Povratak u Berlin

Kirchhoffovo zdravstveno stanje bilo je sve gore i gore. Ubrzo je počeo s poteškoćama u provođenju neophodnih eksperimenata kako bi potvrdio svoje istrage. Unatoč želji da ne napusti Heidelberg, na kraju je odlučio prihvatiti ponudu sveučilišta u Berlinu da zauzme katedru fizičko-matematičkog.

Kirchhoff se pridružio svojoj novoj funkciji 1875. godine i, pored nastavnih dužnosti, nastavio provoditi teorijska istraživanja. Rezultat je bio jedan od njegovih najpoznatijih traktata: Vorlesungen über mathematischen Physik, objavljen u četiri sveska kada je već napustio berlinsko profesorstvo.

U 63. godini života, Gustav Kirchhoff umro je u Berlinu, 17. listopada 1887. godine.

Kirchhoffovi zakoni

Kirchhoff-ovi zakoni dvije su skupine zakona o električnim krugovima i toplinskoj emisiji.

Oba su zakona nazvana po svom autoru, iako su najpoznatiji oni koji se odnose na elektrotehniku.

Kirchhoffova tri zakona spektroskopije

Znanstvenik je razvio skup zakona kako bi opisao kako se ponaša emisija svjetlosti sa žarnom niti:

1- Vrući čvrsti objekt proizvodi svjetlost u neprekidnom spektru.

2- Tenni plin proizvodi svjetlost spektralnim linijama na diskretnim valnim duljinama koje ovise o kemijskom sastavu plina.

3- Čvrsti objekt na visokoj temperaturi okružen upornim plinom na nižim temperaturama stvara svjetlost u kontinuiranom spektru s prazninama na diskretnim valnim duljinama čiji položaji ovise o kemijskom sastavu plina.

Tri zakona Kirchhoffove spektrografije kasnije su bila osnova za nastanak kvantne mehanike.

Kirchhoffovi zakoni elektrotehnike

Kao što je napomenuto, skup zakona o električnoj energiji koju je formulirao Kirchhoff bio je njegov najrelevantniji doprinos znanosti. Da bi to učinio, oslanjao se na prethodni rad Georga Simona Ohma.

Ti su zakoni ubrzo postali temeljni alati za analizu sklopova. Na vrlo sažeti način njegovo produženje omogućuje mjerenje intenziteta struje, kao i razlike potencijala u određenoj točki unutar električnog kruga.

- Kirchhoffov prvi zakon ili zakon koji odgovara čvorovima: "U bilo kojem čvoru, algebarska suma električnih struja koje ulaze jednaka je zbroju struja koje napuštaju. Kao ekvivalent, algebarska suma svih struja koje prolaze kroz čvor jednaka je nuli "

- Kirchhoffov drugi zakon ili zakon koji odgovara mrežama: "u zatvorenom krugu mreže, zbroj skupa padova napona u njegovim komponentama jednak je zbroju isporučenih napona i, prema tome, algebarske sume potencijalne razlike u mreži su jednake nuli. "

Prilozi

Osim zakona koji nose njegovo ime, Kirchhoff je dao mnogo više doprinosa znanosti, praktičnoj i teorijskoj. Stoga je svoje napore posvetio unapređenju znanja o elektricitetu, teoriji ploča, optikama i spektroskopiji, među ostalim poljima studiranja.

Isto tako, proveo je različita istraživanja o tome kako se događa provođenje topline i pokušao izmjeriti spektar nebeskih tijela, uključujući sunce i maglice. Potonji mu je pomogao stvoriti prostorni atlas i pokazati odnos između apsorpcije svjetlosti i njezine emisije.

Kirchhoff-ova difrakcijska formula

Kirchhof je koristio teoriju difrakcije koju je 1818. predstavio Fresnel da bi razvio formulu koja opisuje kako se ponašaju svjetlosni valovi kada prolaze kroz mali otvor.

Spektrograf i nove tehnike spektrografske analize

Kao što je napomenuto, suradnja Gustava Kirchhoffa i Roberta Bunsena za vrijeme njihovog boravka na Heidelberškom sveučilištu bila je vrlo plodna. Oba znanstvenika su isprobala pionirske tehnike za spektrografsku analizu. To im je u praksi omogućilo otkrivanje dva nova kemijska elementa: rubidija i cezija.

Da bi izvršili ta otkrića, dva istraživača morala su napraviti novi instrument: moderni spektrograf. Projektira plamen na dno ljestvice različitih valnih duljina. Tako su uspjeli locirati spektralne linije, koje se pojavljuju kada se svjetlost probije u njegov spektar.

Spektralni sastav Sunca

Još jedno Kirchhoffovo istraživanje bilo je pokušati izmjeriti spektralni sastav naše zvijezde, Sunca.

Ovo istraživanje omogućilo mu je da otkrije da kada svjetlost prolazi kroz bilo koju vrstu plina, apsorbira njegove valne duljine, baš kao što bi bilo kad bi se prethodno zagrijao. Ovaj je objekt kršten Fraunhofer linijama.

Kirchhoff je korisno znanje iskoristio kao objašnjenje za tamne crte prisutne u sunčevom spektru i koje se pojačavaju kada sunčeva svjetlost prođe kroz plamen. Rezultat ovog istraživanja bio je proglašavanje Kirchhoff-Clausius Zakona o emisiji i bio je početak nove faze u području astronomije.

Znanstvenik je pomoću dobivenih rezultata utvrdio prisutnost na Suncu elemenata poput magnezija, cinka, natrija ili bakra na Suncu kao što se događa u Zemljinoj kori.

Konačno, te su mu studije pomogle da stvori kartu solarnog spektra. Kartu, ispisanu u četiri boje, naručila je Berlinska akademija znanosti.

Deformacija elastične ploče

Znanstvenik je također dio vremena proveo rješavajući neke probleme vezane za elastične ploče i njihovu deformaciju.

Prvu teoriju o ovoj temi objavili su Sophie Germain i Siméon Denis Poisson, a kasnije je usavršio Claude-Louis Navier. Kirchhoffov posao, koji je koristio diferencijalno računanje, bio je odgovoriti na pitanja koja su i dalje ostala neriješena.

Radovi i publikacije

Gustav Kirchhoff bio je autor, sam ili u suradnji s drugim kolegama, nekoliko znanstvenih radova.

Među najznačajnijima su oni posvećeni kemijskim elementima i njihovim spektrima, Untersuchungen über das Sonnenspektrum und die Spektren chemischer Elementen (1861-1863); njegova četiri sveska o matematičkoj fizici, Vorlesungen über mathematischen Physik (1876-1894) i Gesammelte Abhandlungen.

Nagrade i priznanja

Doprinosi Gustava Kirchhoffa nauci prepoznali su veliki broj institucija njegova vremena. Među onima koji su ga imenovali članom bila su Kraljevsko društvo, Američka akademija znanosti i umjetnosti, Ruska akademija znanosti i Pruska akademija znanosti.

Uz to, znanstvenik je kao priznanje za svoj rad dobio i sljedeće nagrade i nagrade.

- Red za zasluge znanosti i umjetnosti.

- Rumford medalja.

- Bavarski red Maksimilijana za znanost i umjetnost.

- Matteucci medalja.

- Davy medalja.

Nakon njegove smrti dobio je i Jansenovu medalju, lunarni krater i asteroid kršteni su njegovim prezimenom.

Reference

1. Biografije i životi. Gustav Kirchhoff. Dobiveno iz biografiasyvidas.com
2. McAllister, Willy. Kirchhoffovi zakoni. Oporavilo s es.khanacademy.org
3. EcuRed. Gustav Kirchhoff. Dobiveno iz eured.cu
4. Urednici Encyclopaedia Britannica. Gustav Kirchhoff. Preuzeto s britannica.com
5. Poznati znanstvenici. Gustav Kirchhoff. Preuzeto sa famousscientists.org
6. Nova svjetska enciklopedija. Gustav Kirchhoff. Preuzeto s newworldencyclopedia.org
7. Institut za povijest znanosti. Robert Bunsen i Gustav Kirchhoff. Preuzeto sa sciencehistory.org
8. Robertson, EF; O'Connor, JJ Gustav Robert Kirchhoff. Preuzeto s groups.dcs.st-and.ac.uk