物理學(xué)家Gustav Kirchhoff的生活和工作
Gustav Robert Kirchhoff（1824年3月12日至1887年10月17日）是德國物理學(xué)家。他以發(fā)展基爾霍夫定律而聞名，基爾霍夫定律量化電路中的電流和電壓。除了基爾霍夫定律外，基爾霍夫還對物理學(xué)做出了許多其他基本貢獻(xiàn)，包括光譜學(xué)和黑體輻射方面的工作。
快速事實：Gustav Kirchhoff
- 全名：Gustav Robert Kirchhoff
- 職業(yè)：物理學(xué)家
- 以著稱：開發(fā)了Kirchhoff'電路法則
- 出生：1824年3月12日在普魯士州科尼茨堡
- 死亡：1887年10月17日在德國柏林
- 父母姓名：Carl Friedrich Kirchhoff，Juliane Johanna Henriette von Wittke
- 配偶'姓名：Clara Richelot（m。1834-1869），Benovefa Karolina SopieLuiseBr?mmel（m。1872）
早年和教育
Gustav Kirchhoff出生于普魯士州的K?nigsberg（現(xiàn)為俄羅斯的Kaliningrad），是三個兒子中最小的一個。他的父母是致力于普魯士州的法律顧問Carl Friedrich Kirchhoff和Juliane Johanna Henriette von Wittke。Kirchhoff的父母鼓勵他們的孩子盡可能**地為普魯士州服務(wù)。Kirchoff是一位學(xué)業(yè)強大的學(xué)生，所以他計劃成為一名大學(xué)教授，當(dāng)時被認(rèn)為是普魯士的公務(wù)員。Kirchhoff和他的兄弟一起上了Kneiphofische高中，并于1842年獲得文憑。
高中畢業(yè)后，Kirchhoff開始在K?nigsberg的Albertus大學(xué)數(shù)學(xué)物理系學(xué)習(xí)。在那里，Kirchhoff參加了由數(shù)學(xué)家Franz Neumann和Carl Jacobi開發(fā)的1843年至1846年的數(shù)學(xué)-物理研討會。
尤其是紐曼對基爾霍夫產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，并鼓勵他從事數(shù)學(xué)物理學(xué)領(lǐng)域重點是發(fā)展物理學(xué)問題的數(shù)學(xué)方法。在與Neumann一起研究時，Kirchhoff于1845年發(fā)表了他的第一篇論文，年齡21。本文包含兩個Kirchhoff定律，可以計算電路中的電流和電壓。
Kirchhoff's Laws
Kirchhoff的電流和電壓定律是分析電路的基礎(chǔ)，可以量化電路內(nèi)的電流和電壓。Kirchhoff通過推廣歐姆定律的結(jié)果得出了這些定律，歐姆定律指出兩點之間的電流與這些點之間的電壓成正比，與電阻成反比。
基爾霍夫第一定律說，在電路中給定的結(jié)處，進(jìn)入結(jié)的電流必須等于離開結(jié)的電流之和。Kirchhoff的第二定律指出，如果電路中存在閉環(huán)，則環(huán)路內(nèi)電壓差的總和等于零。
通過與本森的合作，基爾霍夫制定了三部基爾霍夫的光譜學(xué)法則：
- 白熾燈固體，液體或致密氣體-加熱后點亮-發(fā)射連續(xù)光譜：它們發(fā)射所有波長的光。
- 熱的低密度氣體產(chǎn)生發(fā)射線光譜：氣體以特定的離散波長發(fā)光，這可以看作是明亮的線條
- 穿過較冷的低密度氣體的連續(xù)光譜產(chǎn)生吸收線光譜：氣體吸收特定離散波長的光，在其他連續(xù)光譜中可以看作黑線。
由于原子和分子產(chǎn)生自己獨特的光譜，這些規(guī)律允許識別原子和分子在被研究的對象中發(fā)現(xiàn)。
Kirchhoff還在熱輻射方面做了重要工作，并于1859年提出了Kirchhoff的熱輻射定律。該法律規(guī)定，如果物體或表面處于靜態(tài)熱平衡狀態(tài)，則物體或表面的發(fā)射率（作為輻射發(fā)射能量的能力）和吸光度（吸收輻射的能力）在任何波長和溫度下都是相等的。
在研究熱輻射時，Kirchhoff還創(chuàng)造了一個術(shù)語“黑體”來描述一個假設(shè)的物體，該物體吸收所有入射光，從而在保持恒定溫度以建立熱平衡時發(fā)射所有這些光。1900年，物理學(xué)家馬克斯普朗克假設(shè)這些黑體以某些稱為“量子”的值吸收和發(fā)射能量。這一發(fā)現(xiàn)將成為量子力學(xué)的關(guān)鍵見解之一。
學(xué)術(shù)生涯
1847年，Kirchhoff畢業(yè)于K?nigsberg大學(xué)，1848年成為德國柏林大學(xué)的無償講師。1850年，他成為布雷斯勞大學(xué)的副教授，1854年成為海德堡大學(xué)的物理教授。在Breslau，Kirchhoff會見了德國化學(xué)家Robert Bunsen，之后命名了本生燃燒器，并安排Kirchhoff來到海德堡大學(xué)。
在19世紀(jì)60年代，Kirchhoff和Bunsen表明，每個元素都可以用獨特的光譜模式進(jìn)行識別，從而確定光譜可以用于實驗分析元素。這對將發(fā)現(xiàn)元素銫和銠，同時使用光譜學(xué)研究太陽中的元素。
除了他在光譜學(xué)方面的工作外，Kirchhoff還將研究黑體輻射，該術(shù)語于1862年創(chuàng)造。他的工作被認(rèn)為是量子力學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)。1875年，基爾霍夫成為柏林?jǐn)?shù)學(xué)物理**。他后來于1886年退休。
晚年和遺產(chǎn)
Kirchhoff于1887年10月17日在德國柏林去世，享年63歲。他因其對物理領(lǐng)域的貢獻(xiàn)以及他有影響力的教學(xué)生涯而聞名。他的電路Kirchhoff##39定律現(xiàn)在作為電磁學(xué)入門物理課程的一部分教授。
來源
- 曲棍球，Thomas A.，編輯。天文百科全書。Springer，2014.
- Inan，Aziz S.“Gustav Robert Kirchhoff在150年前偶然發(fā)現(xiàn)了什么？“2010 IEEE電路和系統(tǒng)國際研討會論文集，第73-76頁。
- ”基爾霍夫定律“?？的螤柎髮W(xué)，http://astrosun2.astro.cornell.edu/academics/courses/astro201/kirchhoff.htm。
- 卡爾·尤金（Karl Eugen）庫爾勒（Kurrer）。結(jié)構(gòu)理論的歷史：從拱分析到計算力學(xué)。Ernst&Sohn，2008。
- “Gustav Robert Kirchhoff。”分子表達(dá)：科學(xué)，光學(xué)和你，2015，https://micro.magnet.fsu.edu/optics/timeline/people/kirchhoff.html。
- O'Connor，J。J.和Robertson，E。F.“Gustav Robert Kirchhoff。”蘇格蘭圣安德魯斯大學(xué)，2002.
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