ГУСТАВ КИРЦХХОФФ: БИОГРАФИЈА, ЗАКОНИ, ПРИЛОЗИ, РАДОВИ - БИОГРАФИЈЕ - 2025

Густав Кирцххофф (1824-1887) био је немачки физичар рођен у марту 1824. године у тадашњој Источној Прусији. Током научне каријере дао је важан допринос у областима као што су електрична енергија, спектроскопија или мерење зрачења из црних тела.

Већ од малих ногу Кирцххофф је породицу охрабривао да се посвети универзитетској настави. Пошто је у средњој школи показао своје добре услове за математику, одлучио се одлучити за тај предмет, иако у физичко-математичкој грани. У Кенигбергу, где је студирао, ступио је у контакт са важним научницима који су утицали на његово истраживање.

Густав Кирцххофф - Извор: Смитхсониан Либрариес ундер Публиц Домаин

Иако још није завршио универзитетске студије, Кирцххофф је представио неке од својих првих радова. Међу најистакнутијима су два скупа закона који носе његово име. Један је посвећен термичком зрачењу, мада су најважнији били закони који се односе на електротехнику.

Кирцххофф је већи део каријере провео на Хеиделбершком универзитету, упркос томе што је добио понуде од других реномиранијих центара. Тек у старости и са прилично несигурним здравственим стањем преселио се у Берлин. Упркос томе, остао је активан до тренутка смрти, у октобру 1887. године.

Биографија

Густав Роберт Кирцххофф рођен је у Конигбергу (тада главном граду Источне Пруске) 12. октобра 1824. У то време град је био познат по својој интелектуалној делатности, до те мере да га је назвао "Град чистог разлога".

Његова породица припадала је локалној елити, пошто је његов отац био адвокат познат по оданости пруској држави.

Густавове високе интелектуалне способности почеле су се показивати од малих ногу. Поред тога, школовањем му је управљао отац преузео обавезу служења Пруској.

Оба фактора су условила да се његови професионални кораци фокусирају на то да постане универзитетски професор, јер су у то време то били јавни функционери, што се подударало са жељом његовог оца да своје вештине стави у службу своје земље.

образовање

Кнеипхоф институт је место које је његова породица одабрала за младог Густава да похађа средњу школу. У том центру је почео да показује своје добре услове за математику, због чега је своје универзитетске студије оријентисао ка том предмету.

Кирцххофф је ушао у универзитетски центар у свом родном граду, Универзитету Албертус. Ова институција је била позната по семинару о математичкој физици који су основали Франз Неуманн (који се сматра оцем теоријске физике у земљи) и Царл Густав Јакоб Јацоби (један од најистакнутијих математичара тог времена).

Будући научник присуствовао је овом семинару између 1843. и 1846. Међутим, није могао да искористи учење Јацобија, који је био болестан, и због тога је Неумман имао највећи утицај на његову обуку.

Неуманн се почео занимати за електричну индукцију до тог датума и објавио је своја прва два дела о индукцији 1845. То је навело да је Кирцххофф, као његов ученик, почео обраћати пажњу и на ту тему. Поред тога, студирао је и математику код Фриедрицха Јулеса Рицхелота.

Прве публикације

Већ 1845., када је још студирао, Кирцххофф је у кружној плочи представио рад о протоку струје. Касније ће ова студија бити основа његове докторске тезе.

Исте године узео је као референцу теорију коју је изнео други физичар, Георг Симон Охм, да би формулисао оно што би било познато као Кирцххофф-ови закони електротехнике.

Трансфер до Берлина

Прва последица објављивања Кирцххофових закона била је да је аутор добио стипендију за наставак школовања у Паризу. Међутим, тадашња ситуација у Европи била је веома напета, посебно између Пруске и Француске, која би на крају могла да крене у рат 1870. године.

Из тог разлога, Кирцххофф је одбацио могућност пресељења у престоницу Француске. Уместо тога, настанио се у Берлину, где је почео да ради као приватдозент (професор који није примао плату) на универзитету у том граду.

Током времена у коме је обављао ову активност, научник није престајао да објављује резултате свог истраживања. Међу њима је истакао свој допринос теорији електричних и електростатичких струја.

Његово наредно одредиште био је Бреслау (данас га зову Вроцлав), где је постављен за изванредног професора.

Хеиделберг универзитет

Кирцххоффов боравак у Бреслау трајао је годину дана, од 1851. до 1852. године. За то време, физичар се спријатељио са Робертом Бунсеном, познатим хемичаром.

Управо је Бунсен убедио Кирцххоффа да напусти град како би почео да ради као наставник физике у Хајделбергу. Сарадња између двојице пријатеља била је веома плодна и обоје су постали редовни на састанцима које је организовала група научника коју је организовао Херманн вон Хелмхолтз.

Густав Кирцххофф оженио се 1857. ћерком свог бившег учитеља математике у Конигсбергу. Међутим, његова супруга, Цлара Рицхелот, преминула је 1869. године, оставивши научника самог у бризи за петеро деце коју имају заједничко. Научник се 1872. поново представио, овај пут са Луисе Броммел.

Тада се Кирцххоффово здравље, које је одувек било несигурно, погоршало и био је приморан да користи инвалидска колица или, ако то није било, штаке.

Слава научника је била све већа и бројни универзитети послали су му понуде да се придружи њиховом особљу. Кирцххофф је, међутим, радије остао у Хајделбергу.

Повратак у Берлин

Кирцххоффово здравствено стање било је све горе и горе. Убрзо је почео да има потешкоће у спровођењу неопходних експеримената како би потврдио своје истраге. Упркос жељи да не напусти Хеиделберг, на крају је одлучио да прихвати понуду Универзитета у Берлину да заузме катедру физичко-математичког.

Кирцххофф се придружио својој новој функцији 1875. године и поред наставних дужности наставио је да спроводи теоријска истраживања. Резултат је био један од његових најпознатијих трактата: Ворлесунген убер матхематисцхен Пхисик, објављен у четири свеска када је већ напустио берлинско професорство.

У 63. години живота, Густав Кирцххофф умро је у Берлину, 17. октобра 1887. године.

Кирцххофф-ови закони

Кирцххофф-ови закони су две групе закона о електричним круговима и топлотној емисији.

Оба скупа закона су названа по свом аутору, мада су најпознатији они који се односе на електротехнику.

Кирцххоффова три закона спектроскопије

Научник је развио скуп закона како би описао како се понаша емисија светлости са ужареним објектима:

1- Врући чврсти предмет производи светлост у непрекидном спектру.

2- Тенни гас производи светлост спектралним линијама на дискретним таласним дужинама које зависе од хемијског састава гаса.

3- Чврсти објект на високој температури окружен густим гасом на нижим температурама ствара светлост у непрекидном спектру са празнинама на дискретним таласним дужинама чији положаји зависе од хемијског састава гаса.

Три закона Кирцххофф-ове спектрографије касније су била основа за настанак квантне механике.

Кирцххофф-ови закони електротехнике

Као што је напоменуто, скуп закона о електричној енергији који је формулисао Кирцххофф био је његов најрелевантнији допринос науци. Да би то учинио, ослањао се на претходни рад Георга Симон Охма.

Ови закони су убрзо постали основни алати за анализу кола. На врло сажет начин, његово ширење омогућава мерење интензитета струје, као и разлике потенцијала у одређеној тачки у електричном кругу.

- Кирцххоффов први закон или закон који одговара чворовима: „У било којем чвору, алгебарска сума електричних струја које улазе једнака је збиру струја које напуштају. Као еквивалент, алгебарска сума свих струја које пролазе кроз чвор једнака је нули "

- Кирцххоффов други закон или закон који одговара мрежама: „у затвореном кругу мреже, збир скупа пада напона у његовим компонентама једнак је збиру испоручених напона и, с тим, алгебарске суме потенцијалне разлике у мрежи су нула. "

Доприноси

Поред закона који носе његово име, Кирцххофф је дао много више доприноса науци, и практичној и теоријској. Стога је своје напоре посветио унапређењу знања о електрицитету, теорији плоча, оптикама и спектроскопији, између осталих области студирања.

Исто тако, спроводио је различита истраживања о томе како се одвија топлота и покушао да измери спектар небеских тела, укључујући сунце и маглине. Потоњи му је помогао да створи просторни атлас и прикаже однос између апсорпције светлости и њене емисије.

Кирцххофф-ова дифракциона формула

Кирцххоф је користио теорију дифракције коју је 1818. представио Фреснел да би развио формулу која описује како се понашају светлосни таласи када пролазе кроз мали отвор.

Спектрограф и нове технике спектрографске анализе

Као што је примећено, сарадња Густава Кирцххоффа и Роберта Бунсена током њиховог боравка на Хеиделбершком универзитету била је веома плодна. Оба научника су испробала пионирске технике за спектрографску анализу. У пракси су им омогућили откривање два нова хемијска елемента: рубидијума и цезијума.

Да би извршили ова открића, два истраживача су морала да направе нови инструмент: савремени спектрограф. Он пројектује пламен на дно скале различитих таласних дужина. Тако су успели да лоцирају спектралне линије, које се појављују када се светлост разбије у њен спектар.

Спектрални састав Сунца

Још једно Кирцххоффово истраживање било је покушај измере спектралног састава наше звезде, Сунца.

Ово истраживање омогућило му је да открије да када светлост пролази кроз било коју врсту гаса, он апсорбује своје таласне дужине, баш као што би био случај да се претходно загрева. Овај објекат је крштен Фраунхофер линијама.

Кирцххофф је знање стекао као објашњење за тамне линије присутне у соларном спектру и које се појачавају када сунчева светлост прође кроз пламен. Резултат овог истраживања било је проглашавање Кирцххофф-Цлаусиус закона о емисији и било је почетак нове фазе у пољу астрономије.

Научник је користио добијене резултате да би утврдио, 1861. године, на Сунцу елементе попут магнезијума, цинка, натријума или бакра, као што се дешава у Земљиној кори.

На крају, ове студије помогле су му да направи мапу соларног спектра. Мапу штампану у четворобојку наручила је Берлинска академија наука.

Деформација еластичне плоче

Научник је такође провео део свог времена решавајући неке проблеме везане за еластичне плоче и њихову деформацију.

Прву теорију о овој теми објавили су Сопхие Гермаин и Симеон Денис Поиссон, а касније их је усавршио Цлауде-Лоуис Навиер. Кирцххоффов посао, који је користио диференцијално рачунање, био је да одговори на питања која су и даље остала нерешена.

Радови и публикације

Густав Кирцххофф био је аутор, сам или у сарадњи с другим колегама, неколико научних радова.

Међу најзначајнијим су они посвећени хемијским елементима и њиховим спектрима, Унтерсуцхунген убер дас Сонненспектрум унд дие Спектрен цхемисцхер Елементен (1861-1863); његова четири свеска о математичкој физици, Ворлесунген убер матхематисцхен Пхисик (1876-1894) и Гесаммелте Абхандлунген.

Награде и признања

Допринос Густава Кирцххоффа науци препознао је велики број институција његовог времена. Међу онима који су га учинили чланом била су Краљевско друштво, Америчка академија наука и наука, Руска академија наука и Пруска академија наука.

Поред тога, научник је као признање за свој рад добио и следеће награде и награде.

- Орден за заслуге науке и уметности.

- Медаља Румфорд.

- Баварски орден Максимилијана за науку и уметност.

- Маттеуцци медаља.

- Дави медаља.

Након његове смрти добио је и Јансенову медаљу, а презиме су крстили лунарни кратер и астероид.

Референце

1. Биографије и животи Густав Кирцххофф. Добијено са биографиасивидас.цом
2. МцАллистер, Вилли. Кирцххофф-ови закони. Опоравак са ес.кханацадеми.орг
3. ЕцуРед. Густав Кирцххофф. Добијено од еуред.цу
4. Уредници Енцицлопаедиа Британница. Густав Кирцххофф. Преузето са британница.цом
5. Познати научници. Густав Кирцххофф. Преузето са фамоуссциентистс.орг
6. Нова светска енциклопедија. Густав Кирцххофф. Преузето са невворлденцицлопедиа.орг
7. Институт за историју науке. Роберт Бунсен и Густав Кирцххофф. Преузето са сциенцехистори.орг
8. Робертсон, ЕФ; О'Цоннор, ЈЈ Густав Роберт Кирцххофф. Преузето са гроупс.дцс.ст-анд.ац.ук