Густав Кирхгоф - Gustav Kirchhoff

Густав Кирхгоф
Густав Роберт Кирхгоф.jpg
Густав Кирхгоф
Родившийся
Густав Роберт Кирхгоф

(1824-03-12)12 марта 1824 г.
Кенигсберг, Провинция Восточная Пруссия, Королевство Пруссия
(сегодняшний день Калининград, Россия )
Умер17 октября 1887 г.(1887-10-17) (63 года)
Берлин, Провинция Бранденбург, Королевство Пруссия
(сегодняшний день Германия )
НациональностьПрусский (1824–1871)
Немецкий (1871–1887)
Альма-матерКенигсбергский университет
ИзвестенЗаконы цепи Кирхгофа
Закон Кирхгофа теплового излучения
Законы Кирхгофа спектроскопии
Закон термохимии Кирхгофа
НаградыРамфорд медаль (1862)
Медаль Дэви (1877)
Маттеуччи Медаль (1877)
Медаль Янссена (1887)
Научная карьера
ПоляФизика
Химия
УчрежденияБерлинский университет
Университет Бреслау
Гейдельбергский университет
ДокторантФранц Эрнст Нойман[нужна цитата ]
Известные студентыЛоранд Этвеш
Эдвард Николс
Габриэль Липпманн[нужна цитата ]
Дмитрий Иванович Менделеев
Макс Планк
Жюль Пикар
Макс Нётер
Хайке Камерлинг-Оннес
Эрнст Шредер

Густав Роберт Кирхгоф (Немецкий: [ˈKɪʁçhɔf]; 12 марта 1824-17 октября 1887) был немец физик кто внес вклад в фундаментальное понимание электрические схемы, спектроскопия, а выброс черное тело радиация нагретыми предметами.[1][2]

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. В Премия Бунзена – Кирхгофа по спектроскопии назван в честь него и его коллеги, Роберт Бунзен.

Жизнь и работа

Густав Кирхгоф родился 12 марта 1824 г. в г. Кенигсберг, Пруссия, сын юриста Фридриха Кирхгофа и Йоханны Генриетты Виттке.[3] Его семья была Лютеране в Евангелическая церковь Пруссии. Окончил Альбертус Кенигсбергский университет в 1847 г., где он посетил математико-физический семинар под руководством Карл Густав Джейкоб Якоби,[4] Франц Эрнст Нойман и Фридрих Юлиус Ришело. В том же году он переехал в Берлин, где он оставался, пока не получил звание профессора 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.[5]

Черно-белое изображение двух мужчин средних лет, один из которых опирается локтем на деревянную колонну посередине. Оба носят длинные куртки, а у более низкого мужчины слева есть борода.
Густав Кирхгоф (слева) и Роберт Бунзен (верно)

Кирхгоф сформулировал законы цепи, которые теперь повсеместно используются в электротехника, в 1845 году, еще будучи студентом. Он завершил это исследование как упражнение на семинаре; позже она стала его докторской диссертацией. Его позвали в Гейдельбергский университет в 1854 г., где он сотрудничал в спектроскопических работах с Роберт Бунзен. В 1857 году он подсчитал, что электрический сигнал в безупречный проволока проходит по проволоке в скорость света.[6][7] Он предложил свой закон теплового излучения в 1859 г. и дал доказательство в 1861 г. Вместе Кирхгоф и Бунзен изобрели спектроскоп, который Кирхгоф использовал для идентификации элементы в Солнце, показав в 1859 г., что Солнце содержит натрий. Он и Бунзен обнаружили цезий и рубидий в 1861 г.[8]В Гейдельберг он провел математико-физический семинар по образцу Неймана с математиком Лео Кенигсбергер. Среди тех, кто посетил этот семинар, были Артур Шустер и Софья Ковалевская.

Он внес большой вклад в область спектроскопии, формализовав три закона, описывающих спектральный Состав свет испускаются раскаленными предметами, в значительной степени опираясь на открытия Дэвид Альтер и Андерс Йонас Ангстрём (смотрите также: спектральный анализ ). В 1862 г. он был награжден орденом Рамфорд Медаль за исследования фиксированных линий солнечного спектра и инверсии ярких линий в спектрах искусственного света.[а] В 1875 году Кирхгоф принял первую кафедру, специально посвященную теоретическая физика в Берлине.

Он также внес свой вклад в оптика, тщательно решая волновое уравнение обеспечить прочную основу для Принцип Гюйгенса (и исправлять в процессе).[10][11]

В 1884 году он стал иностранным членом Королевская Нидерландская академия искусств и наук.[12]

Кирхгоф умер в 1887 году и был похоронен в Кладбище Святого Матфея Кирххоф в Шенеберг, Берлин (всего в нескольких метрах от могилы Братья Гримм ). Леопольд Кронекер похоронен на том же кладбище.

Законы цепи Кирхгофа

Основная статья: 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.

Визуальное изображение законов Кирхгофа или спектроскопии

Три закона спектроскопии Кирхгофа

Смотрите также: История спектроскопии
  1. Твердый, жидкий или плотный газ, возбуждаемый излучением света, будет излучать на всех длинах волн и, таким образом, будет давать непрерывный спектр.
  2. Газ с низкой плотностью, возбужденный для излучения света, будет излучать свет на определенных длинах волн, и это дает спектр излучения. (Смотрите также: спектр излучения )
  3. Если свет, составляющий непрерывный спектр, проходит через холодный газ с низкой плотностью, результатом будет спектр поглощения.

Кирхгоф не знал о существовании уровни энергии в атомах. Позднее существование дискретных спектральных линий было объяснено Модель Бора атома, что помогло привести к квантовая механика.

Закон термохимии Кирхгофа

Кирхгоф показал в 1858 г., что в термохимия, изменение теплоты химической реакции определяется разностью теплоемкость между продуктами и реагентами:

.

Интегрирование этого уравнения позволяет оценить теплоту реакции при одной температуре на основе измерений при другой температуре.[13][14]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Банкир Кирхгофа, услышав, что Кирхгоф идентифицировал элементы, присутствующие в Солнце, заметил, «что толку от золота на Солнце, если его нельзя доставить на Землю?» Кирхгоф положил свои призовые деньги (золотые соверены) банкиру, сказав: «Вот золото от Солнца».[9]
  1. ^ Маршалл, Джеймс Л .; Маршалл, Вирджиния Р. (2008). «Повторное открытие элементов: минеральные воды и спектроскопия» (PDF). Шестиугольник: 42–48. Получено 31 декабря 2019.
  2. ^ Уэйгуд, Адриан (19 июня 2013 г.). Введение в электротехнику. Рутледж. ISBN  9781135071134.
  3. ^ Кондепуди, Дилип; Пригожин, Илья (5 ноября 2014 г.). Современная термодинамика: от тепловых двигателей к диссипативным структурам. Джон Вили и сыновья. п. 288. ISBN  9781118698709.
  4. ^ Хоккей, Томас (2009). "Кирхгоф, Густав Роберт". Биографическая энциклопедия астрономов. Springer Nature. ISBN  978-0-387-31022-0. Получено 22 августа 2012.
  5. ^ "Густав Роберт Кирхгоф - Dauerausstellung". Кирхгоф-Институт физики. Получено 18 марта 2016. Am 16. августа 1857 года наследник Клары Ришело, умножение математики Кенигсбергера ... Фрау Клара, старшая школа 1869 года. В декабре 1872 года наследница Кирхгофа Луиза Бреммель.
  6. ^ Кирхгоф, Г. (1857). «О движении электричества в проводах». Философский журнал. 13: 393–412.
  7. ^ Graneau, P .; Ассис, A.K.T. (1994). «Кирхгоф о движении электричества в проводниках» (PDF). Апейрон. 1 (19): 19–25.
  8. ^ Недели, Мэри Эльвира (1956). Открытие элементов (6-е изд.). Истон, Пенсильвания: Журнал химического образования.
  9. ^ Азимов Исаак Тайна Вселенной (Oxford University Press, 1992) стр. 109
  10. ^ Б. Б. Бейкер и Э. Копсон, Математическая теория принципа Гюйгенса (Oxford University Press, 1939), стр. 36–38.
  11. ^ Д. Миллер, "Поправленный принцип распространения волн Гюйгенса", Опт. Lett. 16, 1370–1372 (1991)
  12. ^ "Г. Р. Кирхгоф (1824–1887)". Королевская Нидерландская академия искусств и наук. Получено 22 июля 2015.
  13. ^ Лайдлер К.Дж. и Мейзер Дж. Х., "Физическая химия" (Бенджамин / Каммингс, 1982), стр.62.
  14. ^ Аткинс П. и де Паула Дж., "Физическая химия Аткинса" (8-е изд., W.H. Freeman 2006), стр. 56

Рекомендации

дальнейшее чтение

внешняя ссылка