Gustav Kirchhoff - Gustav Kirchhoff

Gustav Kirchhoff
Gustav Robert Kirchhoff.jpg
Gustav Kirchhoff
narozený
Gustav Robert Kirchhoff

(1824-03-12)12. března 1824
Königsberg, Provincie Východní Prusko, Království Pruska
(současnost Kaliningrad, Rusko )
Zemřel17. října 1887(1887-10-17) (ve věku 63)
Berlín, Spolková země Braniborsko, Království Pruska
(současnost Německo )
NárodnostPruský (1824–1871)
Němčina (1871–1887)
Alma materUniversity of Königsberg
Známý jakoKirchhoffovy obvodové zákony
Kirchhoffův zákon tepelného záření
Kirchhoffovy zákony spektroskopie
Kirchhoffův zákon termochemie
OceněníRumfordova medaile (1862)
Davy medaile (1877)
Matteucciho medaile (1877)
Janssenova medaile (1887)
Vědecká kariéra
PoleFyzika
Chemie
InstituceUniverzita v Berlíně
University of Breslau
University of Heidelberg
Doktorský poradceFranz Ernst Neumann[Citace je zapotřebí ]
Pozoruhodné studentyLoránd Eötvös
Edward Nichols
Gabriel Lippmann[Citace je zapotřebí ]
Dmitrij Ivanovič Mendělejev
Max Planck
Jules Piccard
Max Noether
Heike Kamerlingh Onnes
Ernst Schröder

Gustav Robert Kirchhoff (Němec: [ˈKɪʁçhɔf]; 12.03.1824 - 17 října 1887) byl Němec fyzik kteří přispěli k základnímu porozumění elektrické obvody, spektroskopie a emise černé tělo záření horkými předměty.[1][2]

Zavedl termín záření černého tělesa v roce 1862. Po něm je pojmenováno několik různých sad pojmů „Kirchhoffovy zákony“, které se týkají tak rozmanitých předmětů, jako je záření a spektroskopie černého tělesa, elektrické obvody a termochemie. The Cena Bunsen – Kirchhoff protože spektroskopie je pojmenována po něm a jeho kolegovi, Robert Bunsen.

Život a dílo

Gustav Kirchhoff se narodil 12. března 1824 v Königsberg, Prusko, syn Friedricha Kirchhoffa, právníka, a Johanna Henriette Wittke.[3] Jeho rodina byla Luteráni v Evangelický kostel Pruska. Vystudoval Albertus University of Königsberg v roce 1847, kde se zúčastnil matematicko-fyzikálního semináře pod vedením Carl Gustav Jacob Jacobi,[4] Franz Ernst Neumann a Friedrich Julius Richelot. Ve stejném roce se přestěhoval do Berlín, kde zůstal, dokud nezískal profesuru na Vratislav. Později, v roce 1857, se oženil s Clarou Richelotovou, dcerou svého profesora matematiky Richelota. Pár měl pět dětí. Clara zemřela v roce 1869. V roce 1872 se oženil s Luise Brömmel.[5]

Černobílý obraz dvou mužů středního věku, z nichž jeden se opíral jedním loktem o dřevěný sloup uprostřed. Oba nosí dlouhé bundy a nižší muž vlevo má vousy.
Gustav Kirchhoff (vlevo) a Robert Bunsen (že jo)

Kirchhoff formuloval svůj zákony obvodů, které jsou nyní všudypřítomné elektrotechnika, v roce 1845, ještě jako student. Tuto studii dokončil jako seminární cvičení; později se stala jeho disertační prací. Byl povolán do University of Heidelberg v roce 1854, kde spolupracoval na spektroskopické práci s Robert Bunsen. V roce 1857 vypočítal, že elektrický signál v a bez odporu drát se pohybuje podél drátu na rychlost světla.[6][7] Navrhl své zákon tepelného záření v roce 1859 a prokázal v roce 1861. Kirchhoff a Bunsen společně vynalezli spektroskop, kterou Kirchhoff použil jako průkopník v identifikaci prvky na slunci, což ukazuje v roce 1859, že Slunce obsahuje sodík. On a Bunsen to objevili cesium a rubidium v roce 1861.[8]Na Heidelberg s matematikem uspořádal matematicko-fyzikální seminář po vzoru Neumanna Leo Koenigsberger. Mezi účastníky tohoto semináře byli Arthur Schuster a Sofia Kovalevskaya.

Výrazně přispěl k oblasti spektroskopie formalizací tří zákonů, které popisují spektrální složení světlo vyzařované žárovkami, v podstatě navazující na objevy David Alter a Anders Jonas Ångström (viz také: spektrální analýza ). V roce 1862 mu bylo uděleno Rumfordova medaile pro jeho výzkumy pevných linií slunečního spektra a inverze jasných linií ve spektrech umělého světla.[A] V roce 1875 přijal Kirchhoff první židli určenou speciálně pro teoretická fyzika v Berlíně.

Přispěl také k optika, pečlivě řešící vlnová rovnice poskytnout pevný základ pro Huygensův princip (a opravte to v procesu).[10][11]

V roce 1884 se stal zahraničním členem Nizozemská královská akademie umění a věd.[12]

Kirchhoff zemřel v roce 1887 a byl pohřben v Hřbitov St Matthäus Kirchhof v Schöneberg, Berlín (jen pár metrů od hrobů Bratři Grimmové ). Leopold Kronecker je pohřben na stejném hřbitově.

Kirchhoffovy obvodové zákony

Hlavní článek: Kirchhoffovy obvodové zákony

První zákon Kirchhoffa je, že algebraický součet proudů v síti vodičů, které se setkávají v bodě (nebo uzlu), je nula. Druhým zákonem je, že v uzavřeném obvodu jsou směrované součty napětí v uzavřeném systému nulové.

Vizuální zobrazení Kirchhoffových zákonů nebo spektroskopie

Kirchhoffovy tři zákony spektroskopie

Viz také: Historie spektroskopie
  1. Pevný, kapalný nebo hustý plyn vzrušený k emitování světla bude vyzařovat na všech vlnových délkách, a tak bude vytvářet kontinuální spektrum.
  2. Plyn s nízkou hustotou vzrušený k emitování světla to bude dělat při specifických vlnových délkách, což vytváří emisní spektrum. (Viz také: emisní spektrum )
  3. Pokud světlo tvořící spojité spektrum prochází chladným plynem s nízkou hustotou, výsledkem bude absorpční spektrum.

Kirchhoff o existenci nevěděl energetické hladiny v atomech. Existenci diskrétních spektrálních čar později vysvětlil Bohrův model atomu, což pomohlo vést k kvantová mechanika.

Kirchhoffův zákon termochemie

Kirchhoff v roce 1858 ukázal, že v termochemie, variace tepla chemické reakce je dána rozdílem v tepelná kapacita mezi produkty a reaktanty:

.

Integrace této rovnice umožňuje vyhodnocení reakčního tepla při jedné teplotě z měření při jiné teplotě.[13][14]

Viz také

Poznámky

  1. ^ Kirchhoffův bankéř, když slyšel, že Kirchhoff identifikoval prvky přítomné na Slunci, poznamenal „k čemu je zlato na Slunci, pokud ho nelze přivést na Zemi?“ Kirchhoff uložil své prize money (zlaté panovníky) u bankéře a řekl: „tady je zlato ze Slunce“.[9]
  1. ^ Marshall, James L .; Marshall, Virginia R. (2008). „Znovuobjevení prvků: minerální vody a spektroskopie“ (PDF). Šestiúhelník: 42–48. Citováno 31. prosince 2019.
  2. ^ Waygood, Adrian (19. června 2013). Úvod do elektrotechniky. Routledge. ISBN  9781135071134.
  3. ^ Kondepudi, Dilip; Prigogine, Ilya (5. listopadu 2014). Moderní termodynamika: Od tepelných motorů po disipativní struktury. John Wiley & Sons. p. 288. ISBN  9781118698709.
  4. ^ Hockey, Thomas (2009). „Kirchhoff, Gustav Robert“. Biografická encyklopedie astronomů. Springer Nature. ISBN  978-0-387-31022-0. Citováno 22. srpna 2012.
  5. ^ „Gustav Robert Kirchhoff - Dauerausstellung“. Kirchhoff-Institut pro fyziku. Citováno 18. března 2016. Jsem 16. srpna 1857 dědička Clara Richelot, die Tochter des Königsberger Mathematikers ... Frau Clara starb schon 1869. Im Dezember 1872 dědička Kirchhoff Luise Brömmel.
  6. ^ Kirchhoff, G. (1857). "O pohybu elektřiny v drátech". Filozofický časopis. 13: 393–412.
  7. ^ Graneau, P .; Assis, A.K.T. (1994). „Kirchhoff o pohybu elektřiny ve vodičích“ (PDF). Apeiron. 1 (19): 19–25.
  8. ^ Týdny, Mary Elvira (1956). Objev prvků (6. vydání). Easton, PA: Journal of Chemical Education.
  9. ^ Asimov, Izák Tajemství vesmíru (Oxford University Press, 1992) str. 109
  10. ^ B.B. Baker a E.T. Copson, Matematická teorie Huygensova principu (Oxford University Press, 1939), s. 36–38.
  11. ^ D. Miller, „Opraven princip šíření vln Huygens“, Opt. Lett. 16, 1370–1372 (1991)
  12. ^ „G.R. Kirchhoff (1824–1887)“. Nizozemská královská akademie umění a věd. Citováno 22. července 2015.
  13. ^ Laidler K.J. a Meiser J.H., "Physical Chemistry" (Benjamin / Cummings 1982), str.62
  14. ^ Atkins P. a de Paula J., „Atkinsova fyzikální chemie“ (8. vydání, W. H. Freeman 2006), str. 56

Reference

Další čtení

externí odkazy