Gustav Kirchhoff - Gustav Kirchhoff

Gustav Kirchhoff
Gustav Robert Kirchhoff.jpg
Nació
Gustav Robert Kirchhoff

( 03/12/1824 )12 de marzo de 1824
Murió 17 de octubre de 1887 (17/10/1887)(63 años)
Nacionalidad Prusiano (1824-1871)
Alemán (1871-1887)
alma mater Universidad de Königsberg
Conocido por Leyes de circuito de
Kirchhoff Ley de radiación térmica de
Kirchhoff Leyes de espectroscopia de
Kirchhoff Ley de termoquímica de Kirchhoff
Premios Medalla Rumford (1862)
Medalla Davy (1877)
Medalla Matteucci (1877)
Medalla Janssen (1887)
Carrera científica
Los campos Física
Química
Instituciones Universidad de Berlín
Universidad de Breslau
Universidad de Heidelberg
Asesor de doctorado Franz Ernst Neumann
Estudiantes notables Loránd Eötvös
Edward Nichols
Gabriel Lippmann
Dmitri Ivanovich Mendeleev
Max Planck
Jules Piccard
Max Noether
Heike Kamerlingh Onnes
Ernst Schröder

Gustav Robert Kirchhoff ( alemán: [ˈkɪʁçhɔf] ; 12 de marzo de 1824 - 17 de octubre de 1887) fue un físico alemán que contribuyó a la comprensión fundamental de los circuitos eléctricos , la espectroscopia y la emisión de radiación de cuerpo negro por objetos calientes.

Él acuñó el término radiación de cuerpo negro en 1862. Varios conjuntos diferentes de conceptos se denominan "leyes de Kirchhoff" en su honor, relacionados con temas tan diversos como la radiación de cuerpo negro y la espectroscopia, los circuitos eléctricos y la termoquímica. El premio Bunsen-Kirchhoff de espectroscopia lleva su nombre y el de su colega, Robert Bunsen .

Vida y trabajo

Gustav Kirchhoff nació el 12 de marzo de 1824 en Königsberg , Prusia , hijo del abogado Friedrich Kirchhoff y Johanna Henriette Wittke. Su familia eran luteranos en la Iglesia Evangélica de Prusia . Se graduó de la Universidad Albertus de Königsberg en 1847 donde asistió al seminario matemático-físico dirigido por Carl Gustav Jacob Jacobi , Franz Ernst Neumann y Friedrich Julius Richelot . Ese mismo año se trasladó a Berlín , donde permaneció hasta que obtuvo una cátedra en Breslau . Más tarde, en 1857, se casó con Clara Richelot, la hija de su profesor de matemáticas Richelot. La pareja tuvo cinco hijos. Clara murió en 1869. Se casó con Luise Brömmel en 1872.

Imagen en blanco y negro de dos hombres de mediana edad, uno de ellos apoyado con un codo en una columna de madera en el medio.  Ambos usan chaquetas largas y el hombre más bajo de la izquierda tiene barba.
Kirchhoff (izquierda) y Robert Bunsen , c.  1850

Kirchhoff formuló sus leyes de circuitos , que ahora son omnipresentes en la ingeniería eléctrica , en 1845, cuando aún era estudiante. Completó este estudio como un ejercicio de seminario; más tarde se convirtió en su tesis doctoral. Fue llamado a la Universidad de Heidelberg en 1854, donde colaboró ​​en trabajos espectroscópicos con Robert Bunsen . En 1857 calculó que una señal eléctrica en un cable sin resistencia viaja a lo largo del cable a la velocidad de la luz . Propuso su ley de radiación térmica en 1859 y dio una prueba en 1861. Juntos Kirchhoff y Bunsen inventaron el espectroscopio , que Kirchhoff utilizó para ser pionero en la identificación de los elementos del Sol , mostrando en 1859 que el Sol contiene sodio. Bunsen y él descubrieron el cesio y el rubidio en 1861. En Heidelberg dirigió un seminario matemático-físico, inspirado en el de Franz Ernst Neumann, con el matemático Leo Koenigsberger . Entre los que asistieron a este seminario se encontraban Arthur Schuster y Sofia Kovalevskaya .

Contribuyó enormemente al campo de la espectroscopia al formalizar tres leyes que describen la composición espectral de la luz emitida por objetos incandescentes, basándose sustancialmente en los descubrimientos de David Alter y Anders Jonas Ångström . En 1862 recibió la medalla Rumford por sus investigaciones sobre las líneas fijas del espectro solar y sobre la inversión de las líneas brillantes en los espectros de la luz artificial. En 1875 Kirchhoff aceptó la primera cátedra dedicada específicamente a la física teórica en Berlín.

También contribuyó a la óptica , resolviendo cuidadosamente la ecuación de onda para proporcionar una base sólida para el principio de Huygens (y corregirlo en el proceso).

En 1896, fue elegido miembro de la American Philosophical Society .

En 1884 se convirtió en miembro extranjero de la Real Academia de Artes y Ciencias de los Países Bajos .

Kirchhoff murió en 1887 y fue enterrado en el cementerio St Matthäus Kirchhof en Schöneberg , Berlín (a pocos metros de las tumbas de los hermanos Grimm ). Leopold Kronecker está enterrado en el mismo cementerio.

Leyes de circuito de Kirchhoff

La primera ley de Kirchhoff es que la suma algebraica de corrientes en una red de conductores que se encuentran en un punto (o nodo) es cero. La segunda ley es que en un circuito cerrado, las sumas dirigidas de los voltajes en un sistema cerrado es cero.

Representación visual de las leyes de Kirchhoff o espectroscopia

Las tres leyes de la espectroscopia de Kirchhoff

  1. Un gas sólido, líquido o denso excitado para emitir luz irradiará en todas las longitudes de onda y, por lo tanto, producirá un espectro continuo.
  2. Un gas de baja densidad excitado para emitir luz lo hará en longitudes de onda específicas y esto produce un espectro de emisión .
  3. Si la luz que compone un espectro continuo pasa a través de un gas frío de baja densidad, el resultado será un espectro de absorción.

Kirchhoff no conocía la existencia de niveles de energía en los átomos. La existencia de líneas espectrales discretas se conocía desde que Fraunhofer las descubrió en 1814. Y que las líneas formaban un patrón matemático discreto fue descrito por Johann Balmer en 1885. Joseph Larmor explicó la división de las líneas espectrales en un campo magnético conocido como el efecto Zeeman por la oscilación de electrones. Pero estas líneas espectrales discretas no se explicaron como transiciones de electrones hasta el modelo de Bohr del átomo en 1913, que ayudó a conducir a la mecánica cuántica .

Ley de radiación térmica de Kirchhoff

Fue la ley de radiación térmica de Kirchhoff en la que propuso una ley universal desconocida para la radiación lo que llevó a Max Planck a descubrir el cuanto de acción que conduce a la mecánica cuántica .

Ley de termoquímica de Kirchhoff

Kirchhoff demostró en 1858 que, en termoquímica , la variación del calor de una reacción química viene dada por la diferencia de capacidad calorífica entre productos y reactivos:

.

La integración de esta ecuación permite la evaluación del calor de reacción a una temperatura a partir de mediciones a otra temperatura.

Obras

  • Gesammelte Abhandlungen (en alemán). Leipzig: Johann Ambrosius Barth. 1882.
  • Vorlesungen über Electricität und Magnetismus (en alemán). Leipzig: Benedictus Gotthelf Teubner. 1891.
  • Vorlesungen über mathische Physik . 4 vols., BG Teubner, Leipzig 1876–1894.
    • Vol. 1: Mechanik . 1. Auflage, BG Teubner, Leipzig 1876 (en línea ).
    • Vol. 2: Mathematische Optik . BG Teubner, Leipzig 1891 (Herausgegeben von Kurt Hensel, en línea ).
    • Vol. 3: Electricidad y magnetismo . BG Teubner, Leipzig 1891 (Herausgegeben von Max Planck, en línea ).
    • Vol. 4: Theorie der Wärme . BG Teubner, Leipzig 1894, Herausgegeben von Max Planck

Ver también

Notas

Referencias

Otras lecturas

enlaces externos