GUSTAV KIRCHHOFF: BIOGRAFIA, ZÁKONY, PRÍSPEVKY, DIELA - BIOGRAFIE - 2026

Gustav Kirchhoff (1824 - 1887) bol nemecký fyzik narodený v marci 1824 vo vtedajšom východnom Prusku. Počas svojej vedeckej kariéry významne prispieval v oblastiach ako elektrina, spektroskopia alebo meranie žiarenia z čiernych telies.

Od útleho veku bol jeho rodinou Kirchhoff povzbudzovaný, aby sa venoval univerzitnému vyučovaniu. Keďže na strednej škole preukázal dobré podmienky pre matematiku, rozhodol sa pre tento predmet zvoliť, hoci v odbore fyzikálno-matematický. V Königbergu, kde študoval, prišiel do kontaktu s dôležitými vedcami, ktorí ovplyvnili jeho výskum.

Gustav Kirchhoff - Zdroj: Smithsonianské knižnice v rámci verejnej domény

Kirchhoff predstavil niektoré zo svojich prvých diel bez toho, aby ešte ukončil vysokoškolské štúdium. Medzi najvýznamnejšie patria dva súbory zákonov, ktoré nesú jeho meno. Jeden je venovaný tepelnému žiareniu, hoci najdôležitejšie boli zákony týkajúce sa elektrotechniky.

Kirchhoff strávil väčšinu svojej kariéry na univerzite v Heidelbergu, napriek tomu, že dostal ponuky od ďalších renomovaných stredísk. Do Berlína sa presťahoval iba v starobe a so zlým zdravotným stavom. Napriek tomu zostal aktívny až do svojej smrti v októbri 1887.

životopis

Gustav Robert Kirchhoff sa narodil 12. októbra 1824 v Königbergu (vtedajšom hlavnom meste Východného Pruska). V tom čase bolo mesto známe svojou intelektuálnou činnosťou do tej miery, že bolo nazvané „Mesto čistého rozumu“.

Jeho rodina patrila k miestnej elite, pretože jeho otec bol právnik známy svojou oddanosťou pruskému štátu.

Gustavove vysoké intelektuálne schopnosti sa začali prejavovať už vo veľmi mladom veku. Okrem toho jeho vzdelávanie riadil jeho otec, ktorý sa zaviazal slúžiť Prusku.

Oba faktory spôsobili, že jeho profesionálne kroky boli zamerané na to, aby sa stal univerzitným profesorom, pretože v tom čase išlo o verejných činiteľov, čo sa zhodovalo s túžbou jeho otca, aby dal svoje zručnosti do služby svojej krajine.

vzdelanie

Kneiphofov inštitút bol miestom, ktoré si rodina vybrala pre mladého Gustava, ktorý navštevoval strednú školu. V tomto centre začal ukazovať svoje dobré podmienky pre matematiku, čo ho viedlo k tomu, aby svoje vysokoškolské štúdium zameral na tento predmet.

Kirchhoff vstúpil do univerzitného centra v rodnom meste Albertus University. Táto inštitúcia bola známa pre seminár o matematickej fyzike, ktorý založili Franz Neumann (považovaný za otca teoretickej fyziky v krajine) a Carl Gustav Jakob Jacobi (jeden z najvýznamnejších matematikov tej doby).

Budúci vedec sa na tomto seminári zúčastnil v rokoch 1843 - 1846. Nemohol však využiť učenia Jacobiho, ktorý bol chorý, az tohto dôvodu mal na jeho výcvik najväčší vplyv Neumman.

Neumann sa do tohto dátumu začal zaujímať o elektrickú indukciu a svoje prvé dve práce o indukcii publikoval v roku 1845. To spôsobilo, že Kirchhoff ako jeho učeník začal venovať pozornosť aj tejto téme. Okrem toho študoval matematiku u Friedricha Julesa Richelota.

Prvé publikácie

Už v roku 1845, keď ešte študoval, predstavil Kirchhoff prácu na toku elektriny v kruhovej doske. Táto štúdia by neskôr bola základom jeho dizertačnej práce.

V tom istom roku vzal ako referenciu teóriu predloženú iným fyzikom Georgom Simonom Ohmom, aby sformuloval Kirchhoffove zákony elektrotechniky.

Presun do Berlína

Prvým dôsledkom publikácie Kirchhoffových zákonov bolo, že autor dostal štipendium na ďalšie vzdelávanie v Paríži. Situácia v Európe bola v tom čase veľmi napätá, najmä medzi Pruskom a Francúzskom, ktoré sa nakoniec dostalo do vojny v roku 1870.

Z tohto dôvodu Kirchhoff odmietol možnosť presunúť sa do francúzskeho hlavného mesta. Namiesto toho sa usadil v Berlíne, kde začal pracovať ako Privatdozent (profesor, ktorý nezískal žiadny plat) na univerzite v tomto meste.

V čase, keď vykonával túto činnosť, vedec neprestal zverejňovať výsledky svojho výskumu. Medzi nimi vyzdvihol svoj príspevok k teórii elektrických a elektrostatických prúdov.

Jeho ďalším cieľom bol Breslau (dnes nazývaný Wroclaw), kde bol menovaný za mimoriadneho profesora.

Univerzita Heidelberg

Kirchhoffov pobyt v Breslau trval rok od roku 1851 do roku 1852. Počas tejto doby sa fyzik spriatelil so známym chemikom Robertom Bunsenom.

Bol to Bunsen, kto presvedčil Kirchhoffa, aby opustil mesto a začal pracovať ako učiteľ fyziky v Heidelbergu. Spolupráca medzi oboma priateľmi bola veľmi plodná a obaja sa stali pravidelnými na stretnutiach vedených skupinou vedcov, ktorú usporiadal Hermann von Helmholtz.

Gustav Kirchhoff sa v roku 1857 oženil s dcérou svojho bývalého učiteľa matematiky v Konigsbergu. Jeho manželka Clara Richelotová však zomrela v roku 1869 a vedkyňa zostala sama v starostlivosti o päť detí, ktoré mali spoločné. V roku 1872 sa vedec oženil, tentoraz s Luise Brömmel.

V tom čase sa Kirchhoffovo zdravie, ktoré bolo vždy neisté, zhoršilo a bol nútený používať invalidný vozík alebo, ak to nie je možné, barle.

Sláva vedca narastala a početné univerzity mu posielali ponuky, aby sa pripojili k svojim zamestnancom. Kirchhoff však radšej zostal v Heidelbergu.

Späť do Berlína

Kirchhoffov zdravotný stav sa zhoršoval a zhoršoval. Čoskoro začal mať ťažkosti s uskutočňovaním experimentov potrebných na potvrdenie jeho vyšetrovania. Napriek jeho túžbe neopustiť Heidelberg sa nakoniec rozhodol prijať ponuku Univerzity v Berlíne na obsadenie katedry fyziky-matematiky.

Kirchhoff nastúpil do svojej novej funkcie v roku 1875 a popri vyučovacích povinnostiach pokračoval v teoretickom výskume. Výsledkom bolo jedno z jeho najznámejších pojednaní: Vorlesungen über Mathatischen Physik, publikované v štyroch zväzkoch, keď už opustil berlínsku profesúru.

Vo veku 63 rokov zomrel Gustav Kirchhoff v Berlíne 17. októbra 1887.

Kirchhoffove zákony

Kirchhoffove zákony sú dve skupiny zákonov o elektrických obvodoch a tepelnej emisii.

Obe skupiny zákonov sú pomenované podľa autora, hoci najznámejšie sú zákony týkajúce sa elektrotechniky.

Kirchhoffove tri zákony spektroskopie

Vedec vyvinul súbor zákonov, ktoré popisujú, ako sa chová emisia svetla žiarovkami:

1 - Horúci pevný predmet vytvára svetlo v nepretržitom spektre.

2- Jemný plyn vytvára svetlo so spektrálnymi čiarami pri diskrétnych vlnových dĺžkach, ktoré závisia od chemického zloženia plynu.

3 - Pevný objekt pri vysokej teplote obklopený jemným plynom pri nižších teplotách vytvára svetlo v súvislom spektre s medzerami pri diskrétnych vlnových dĺžkach, ktorých polohy závisia od chemického zloženia plynu.

Tri zákony o Kirchhoffovej spektrografii boli neskôr základom pre vznik kvantovej mechaniky.

Kirchhoffove zákony elektrotechniky

Ako už bolo uvedené, súbor zákonov o elektrine, ktorý formuloval Kirchhoff, bol jeho najdôležitejším prínosom pre vedu. Na tento účel vychádzal z predchádzajúcej práce Georga Simona Ohma.

Tieto zákony sa čoskoro stali základnými nástrojmi pre analýzu obvodov. Jeho zhrnutie umožňuje veľmi merať intenzitu prúdu, ako aj potenciálny rozdiel v určitom bode elektrického obvodu.

- Kirchhoffov zákon alebo zákon zodpovedajúci uzlom: „V ktoromkoľvek uzle je algebraický súčet elektrických prúdov, ktoré vstupujú, rovný súčtu prúdov, ktoré opúšťajú. Ako ekvivalent sa algebraický súčet všetkých prúdov, ktoré prechádzajú uzlom, rovná nule. “

- Kirchhoffov druhý zákon alebo zákon, ktorý zodpovedá sieťam: „v uzavretom obvode siete sa súčet množstiev poklesov napätia v jeho zložkách rovná súčtu dodávaných napätí, a teda algebraickej súčte potenciálne rozdiely v sieti sú nulové. ““

príspevky

Okrem zákonov, ktoré nesú jeho meno, Kirchhoff prispel do vedy oveľa viac, praktickými aj teoretickými. Preto sa okrem iných študijných odborov venoval aj zlepšovaniu vedomostí o elektrine, teórii dosiek, optike a spektroskopii.

Rovnako vykonával rôzne výskumy, ako dochádza k vedeniu tepla, a pokúsil sa zmerať spektrum nebeských hviezd vrátane slnka a hmlovín. Ten mu pomohol vytvoriť priestorový atlas a preukázať vzťah medzi absorpciou svetla a jeho emisiou.

Kirchhoffov difrakčný vzorec

Kirchhof použil difrakčnú teóriu predloženú Fresnelom v roku 1818 na vývoj vzorca, ktorý opisuje, ako sa svetelné vlny správajú, keď prechádzajú malým otvorom.

Spektrograf a nové techniky spektrografickej analýzy

Ako už bolo uvedené, spolupráca medzi Gustavom Kirchhoffom a Robertom Bunsenom počas ich pobytu na univerzite v Heidelbergu bola veľmi plodná. Obaja vedci vyskúšali priekopnícke techniky pre spektrografickú analýzu. V praxi im to umožnilo objaviť dva nové chemické prvky: rubídium a cézium.

Aby mohli tieto objavy prísť, museli dvaja vedci vytvoriť nový nástroj: moderný spektrograf. Vyčnieva plameň na spodku škály rôznych vlnových dĺžok. Takto dokázali lokalizovať spektrálne čiary, ktoré sa objavia, keď sa svetlo rozpadne do svojho spektra.

Spektrálne zloženie Slnka

Ďalším Kirchhoffovým výskumom bolo pokúsiť sa zmerať spektrálne zloženie našej hviezdy, Slnka.

Tento výskum mu umožnil zistiť, že keď svetlo prechádza akýmkoľvek druhom plynu, absorbuje jeho vlnové dĺžky, rovnako ako by to bolo v prípade, ak by bolo predtým ohriate. Táto vlastnosť bola pokrstená líniami Fraunhofera.

Kirchhoff využil získané vedomosti na vysvetlenie temných čiar prítomných v slnečnom spektre, ktoré sa zosilňujú, keď slnečné svetlo prechádza plameňom. Výsledkom tohto výskumu bolo zverejnenie Kirchhoffovho-Clausiovho zákona o emisiách a bol to začiatok novej etapy v oblasti astronómie.

Vedec použil výsledky získané na to, aby v roku 1861 určil prítomnosť prvkov ako horčík, zinok, sodík alebo meď na slnku, ktoré sa vyskytujú v zemskej kôre.

Tieto štúdie mu nakoniec pomohli vytvoriť mapu slnečného spektra. Mapu vytlačenú v štvorfarebnom vyhotovení zadala Berlínska akadémia vied.

Elastická deformácia dosky

Vedec tiež strávil časť času riešením niektorých problémov týkajúcich sa elastických dosiek a ich deformácie.

Prvú teóriu o tejto téme publikovali Sophie Germain a Siméon Denis Poisson a neskôr ju zdokonalil Claude-Louis Navier. Kirchhoffova práca, ktorá používala diferenciálny počet, mala odpovedať na otázky, ktoré zostali nevyriešené.

Práce a publikácie

Gustav Kirchhoff bol autorom niekoľkých vedeckých diel sám alebo v spolupráci s ostatnými kolegami.

Medzi najdôležitejšie patria tie, ktoré sa venujú chemickým prvkom a ich spektrám, Untersuchungen über das Sonnenspektrum und die Spektren chemischer Elementen (1861 - 1863); jeho štyri zväzky z matematickej fyziky, Vorlesungen über Mathatischen Physik (1876-1894) a Gesammelte Abhandlungen.

Ocenenia a vyznamenania

Príspevky Gustava Kirchhoffa k vede boli uznávané veľkým počtom inštitúcií svojej doby. Medzi tých, ktorí ho menovali za člena, patrili Kráľovská spoločnosť, Americká akadémia umení a vied, Ruská akadémia vied a Pruská akadémia vied.

Vedec tiež získal nasledujúce ocenenia a ceny za uznanie svojej práce.

- Rád za zásluhy o vedu a umenie.

- Rumfordská medaila.

- Bavorský rád Maximiliána pre vedu a umenie.

- Matteucciho medaila.

- Medaila Davy.

Po jeho smrti dostal aj Jansenovu medailu a jeho priezvisko bolo pokrstené ako lunárny kráter a asteroid.

Referencie

1. Životopisy a životy. Gustav Kirchhoff. Získané z biografiasyvidas.com
2. McAllister, Willy. Kirchhoffove zákony. Obnovené zo stránky es.khanacademy.org
3. Ecured. Gustav Kirchhoff. Získané z ecured.cu
4. Editori encyklopédie Britannica. Gustav Kirchhoff. Zdroj: britannica.com
5. Slávni vedci. Gustav Kirchhoff. Citované z Google
6. Nová svetová encyklopédia. Gustav Kirchhoff. Zdroj: newworldencyclopedia.org
7. Ústav dejín vedy. Robert Bunsen a Gustav Kirchhoff. Zdroj: Sciencehistory.org
8. Robertson, EF; O'Connor, JJ Gustav Robert Kirchhoff. Zdroj: groups.dcs.st-and.ac.uk