Густав Кирхгоф - Gustav Kirchhoff
Густав Кирхгоф | |
---|---|
Родился |
Густав Роберт Кирхгоф
12 марта 1824 г. |
Умер | 17 октября 1887 г. |
(63 года)
Национальность | Прусский (1824–1871) немецкий (1871–1887) |
Альма-матер | Кенигсбергский университет |
Известен |
Законы схем Кирхгофа Закон Кирхгофа теплового излучения Законы Кирхгофа спектроскопии Закон термохимии Кирхгофа |
Награды |
Медаль Рамфорда (1862 г.) Медаль Дэви (1877 г.) Медаль Маттеуччи (1877 г.) Медаль Янссена (1887 г.) |
Научная карьера | |
Поля |
Физика химия |
Учреждения |
Берлинский университет Университет Бреслау Гейдельбергский университет |
Докторант | Франц Эрнст Нойман |
Известные студенты |
Лоранд Этвеш Эдвард Николс Габриэль Липпман Дмитрий Иванович Менделеев Макс Планк Жюль Пикар Макс Нётер Хайке Камерлинг Оннес Эрнст Шредер |
Густав Роберт Кирхгоф ( немецкий: [kɪʁçhɔf] ; 12 марта 1824 - 17 октября 1887) был немецким физиком , который способствовал фундаментальному пониманию электрических цепей , спектроскопии и эмиссии черного тела излучения с помощью нагретых объектов.
Он ввел термин « излучение черного тела» в 1862 году. В его честь «законами Кирхгофа» названы несколько различных наборов концепций, касающихся таких разнообразных предметов, как излучение черного тела и спектроскопия, электрические схемы и термохимия. Премия Бунзена – Кирхгофа в области спектроскопии названа в честь него и его коллеги Роберта Бунзена .
Жизнь и работа
Густав Кирхгоф родился 12 марта 1824 года в Кенигсберге , Пруссия , в семье юриста Фридриха Кирхгофа и Йоханны Генриетты Виттке. Его семья была лютеранами в Евангелической церкви Пруссии . Он окончил Кенигсбергский университет имени Альберта в 1847 году, где посетил математико-физический семинар под руководством Карла Густава Якоба , Франца Эрнста Ноймана и Фридриха Юлиуса Ришело . В том же году он переехал в Берлин , где оставался, пока не получил профессуру в Бреслау . Позже, в 1857 году, он женился на Кларе Ришело, дочери своего профессора математики Ришело. У пары было пятеро детей. Клара умерла в 1869 году. Он женился на Луизе Бреммель в 1872 году.
Кирхгоф сформулировал свои законы цепей , которые теперь повсеместно используются в электротехнике , в 1845 году, еще будучи студентом. Он завершил это исследование как упражнение на семинаре; позже она стала его докторской диссертацией. Его призвали в Гейдельбергский университет в 1854 году, где он сотрудничал в спектроскопической работе с Робертом Бунзеном . В 1857 году он вычислил, что электрический сигнал в проводе без сопротивления движется по проводу со скоростью света . Он предложил свой закон теплового излучения в 1859 году и дал доказательство в 1861 году. Вместе Кирхгоф и Бунзен изобрели спектроскоп , который Кирхгоф использовал для идентификации элементов в Солнце , показав в 1859 году, что Солнце содержит натрий. Он и Бунзен открыли цезий и рубидий в 1861 году. В Гейдельберге он провел математико-физический семинар по образцу Франца Эрнста Неймана с математиком Лео Кенигсбергером . Среди посетителей этого семинара были Артур Шустер и Софья Ковалевская .
Он внес большой вклад в область спектроскопии , формализовав три закона, описывающих спектральный состав света, излучаемого раскаленными объектами, в значительной степени опираясь на открытия Дэвида Альтера и Андерса Йонаса Ангстрема . В 1862 году он был награжден медалью Рамфорда за исследования фиксированных линий солнечного спектра и инверсии ярких линий в спектрах искусственного света. В 1875 году Кирхгоф принял первую кафедру, специально посвященную теоретической физике в Берлине.
Он также внес вклад в оптику , тщательно решив волновое уравнение, чтобы обеспечить прочную основу принципа Гюйгенса (и исправить его в процессе).
В 1896 году он был избран членом Американского философского общества .
В 1884 году он стал иностранным членом Королевской Нидерландской академии искусств и наук .
Кирхгоф умер в 1887 году и был похоронен на кладбище Святого Матфея Кирххоф в Шёнеберге , Берлин (всего в нескольких метрах от могил братьев Гримм ). Леопольд Кронекер похоронен на том же кладбище.
Законы цепи Кирхгофа
Первый закон Кирхгофа состоит в том, что алгебраическая сумма токов в сети проводников, встречающихся в точке (или узле), равна нулю. Второй закон заключается в том, что в замкнутой цепи направленные суммы напряжений в замкнутой системе равны нулю.
Три закона спектроскопии Кирхгофа
- Твердый, жидкий или плотный газ, возбужденный для излучения света, будет излучать на всех длинах волн и, таким образом, будет давать непрерывный спектр.
- Газ с низкой плотностью, возбужденный для излучения света, будет излучать свет на определенных длинах волн, и это дает спектр излучения .
- Если свет, составляющий непрерывный спектр, проходит через холодный газ с низкой плотностью, результатом будет спектр поглощения.
Кирхгоф не знал о существовании энергетических уровней в атомах. О существовании дискретных спектральных линий было известно с тех пор, как их открыл Фраунгофер в 1814 году. И то, что линии образуют дискретную математическую модель, было описано Иоганном Бальмером в 1885 году. Джозеф Лармор объяснил расщепление спектральных линий в магнитном поле, известное как эффект Зеемана. с помощью колебаний электронов. Но эти дискретные спектральные линии не объяснялись как электронные переходы до появления модели атома Бора в 1913 году, которая привела к квантовой механике .
Закон Кирхгофа теплового излучения
Это был закон теплового излучения Кирхгофа, в котором он предложил неизвестный универсальный закон для излучения, который привел Макса Планка к открытию кванта действия, ведущего к квантовой механике .
Закон термохимии Кирхгофа
Кирхгоф показал в 1858 году, что в термохимии изменение теплоты химической реакции определяется разницей в теплоемкости между продуктами и реагентами:
- .
Интегрирование этого уравнения позволяет оценить теплоту реакции при одной температуре из измерений при другой температуре.
Работает
- Gesammelte Abhandlungen (на немецком языке). Лейпциг: Иоганн Амброзиус Барт. 1882 г.
- Vorlesungen über Electricität und Magnetismus (на немецком языке). Лейпциг: Бенедикт Готхельф Тойбнер. 1891 г.
-
Vorlesungen über Mathematische Physik . 4 тома, Б.Г. Тойбнер, Лейпциг, 1876–1894.
- Vol. 1: Механик . 1. Auflage, BG Teubner, Leipzig 1876 ( онлайн ).
- Vol. 2: Mathematische Optik . BG Teubner, Leipzig 1891 (Herausgegeben von Kurt Hensel, онлайн ).
- Vol. 3: Electricität und Magnetismus . Б. Г. Тойбнер, Лейпциг 1891 (Herausgegeben von Max Planck, онлайн ).
- Vol. 4: Theorie der Wärme . Б. Г. Тойбнер, Лейпциг 1894, Herausgegeben von Max Planck
Смотрите также
- Уравнения Кирхгофа
- Интегральная теорема Кирхгофа
- Матрица Кирхгофа
- Тензор напряжений Кирхгофа
- Преобразование Кирхгофа
- Формула дифракции Кирхгофа
- Идеальные черные тела Кирхгофа
- Теорема Кирхгофа
- Интеграл Кирхгофа – Гельмгольца.
- Теория пластин Кирхгофа – Лява
- Напряжение Пиолы – Кирхгофа
- Модель Сен-Венана – Кирхгофа
- Формула затухания Стокса – Кирхгофа
- Рейтинг цепи
- Вычислительная аэроакустика
- Пламенная эмиссионная спектроскопия
- Спектроскоп
- Институт физики Кирхгофа
- Список немецких изобретателей и первооткрывателей
Примечания
использованная литература
- Варбург, Э. (1925). "Zur Erinnerung ан Густав Кирхгоф". Die Naturwissenschaften . 13 (11): 205. Bibcode : 1925NW ..... 13..205W . DOI : 10.1007 / BF01558883 . S2CID 30039558 .
- Степанов, Б.И. (1977). «Густав Роберт Кирхгоф (к девяностолетию со дня его смерти)». Журнал прикладной спектроскопии . 27 (3): 1099. Bibcode : 1977JApSp..27.1099S . DOI : 10.1007 / BF00625887 . S2CID 95181496 .
- Эверест, AS (1969). "Кирхгоф-Густав Роберт 1824–1887". Физическое образование . 4 (6): 341. Bibcode : 1969PhyEd ... 4..341E . DOI : 10.1088 / 0031-9120 / 4/6/304 .
- Кирхгоф, Густав (1860). "Ueber die Fraunhoferschen Linien" . Monatsberichte der Königliche Preussische Akademie der Wissenschaften zu Berlin : 662–665. ISBN 978-1-113-39933-5. Полный текст HathiTrust . Частичный английский перевод доступен в Magie, William Francis , A Source Book in Physics (1963). Кембридж: Гарвард UP . п. 354-360.
дальнейшее чтение
- Густав Кирхгоф на проекте « Математическая генеалогия»
- О'Коннор, Джон Дж .; Робертсон, Эдмунд Ф. , "Густав Кирхгоф" , архив истории математики MacTutor , Сент-Эндрюсский университет
- Вайсштейн, Эрик Вольфганг (ред.). "Кирхгоф, Густав (1824–1887)" . ScienceWorld .
- Клаус Хентшель : Густав Роберт Кирхгоф и сеть Zusammenarbeit mit Роберт Вильгельм Бунзен, в: Karl von Meyenn (Hrsg.) Die Grossen Physiker , Мюнхен: Beck, vol. 1 (1997), стр. 416–430, 475–477, 532–534.
- Клаус Хентшель : Отображение спектра. Методы визуального представления в исследованиях и обучении , Оксфорд: ОУП, 2002.
- Статья Кирхгофа 1857 года о скорости электрических сигналов в проводе
-
Тексты в Викиисточнике:
- « Кирхгоф, Густав Роберт ». Энциклопедия Американа . 1920 г.
- « Кирхгоф, Густав Роберт ». Справочная работа нового студента . 1914 г.
- « Кирхгоф, Густав Роберт ». Британская энциклопедия (11-е изд.). 1911 г.
- « Кирхгоф, Густав Роберт ». Новая международная энциклопедия . 1905 г.
- « Эскиз Густава Роберта Кирхгофа ». Ежемесячный научно-популярный журнал . Vol. 33. Май 1888 г.
- « Кирхгоф, Густав Роберт ». Американская циклопедия . 1879 г.
внешние ссылки
- Цитаты, связанные с Густавом Кирхгофом на Wikiquote
- СМИ, связанные с Густавом Робертом Кирхгоффом на Викискладе?
- Открытая библиотека