Biographie de Gustav Kirchhoff, lois, contributions, œuvres

Gustav Kirchhoff (1824-1887) était un physicien allemand né en mars 1824 dans la Prusse de l'époque. Au cours de sa carrière scientifique, il a apporté des contributions importantes dans des domaines tels que l'électricité, la spectroscopie ou la mesure des corps noirs.

Dès son jeune âge, Kirchhoff a été encouragé par sa famille à se consacrer à l'éducation universitaire. Depuis au lycée, il a montré ses bonnes conditions pour les mathématiques, il a décidé d'opter pour cette affaire, bien que dans la branche physique-mathématique. À Königberg, où il a fait la course, il est entré en contact avec d'importants scientifiques qui ont influencé ses recherches.

Gustav Kirchhoff - Source: Smithsonian Libraries dans le domaine public

Sans avoir terminé ses études universitaires, Kirchhoff a présenté certaines de ses premières œuvres. Parmi les plus remarquables figurent les deux ensembles de lois qui portent leur nom. L'un est dédié au rayonnement thermique, bien que les plus importants étaient les lois liées au génie électrique.

Kirchhoff a passé la majeure partie de sa carrière à l'Université Heidelberg, malgré les offres d'autres centres de renom. Seulement dans sa vieillesse et avec un état de santé assez précaire qu'il a déménagé à Berlin. Malgré cela, il est resté actif jusqu'à sa mort, en octobre 1887.

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Biographie

Gustav Robert Kirchhoff est né à Königberg (alors capitale de la Prusse orientale) le 12 octobre 1824. À cette époque, la ville était connue pour son activité intellectuelle, au point qu'elle a reçu le surnom de la "ville de la raison pure".

Sa famille appartenait à l'élite de la ville, car son père était un avocat connu pour sa dévotion à l'État prussien.

Les capacités intellectuelles élevées de Gustav ont commencé à se montrer dès leur plus jeune âge. De plus, son éducation a été dirigée par son père a fait l'obligation de servir la Prusse.

Les deux facteurs ont amené leurs mesures professionnelles à devenir professeure d'université, car à l'époque, ils étaient des fonctionnaires, ce qui a coïncidé avec le désir de leur père de mettre leurs compétences au service de leur pays.

Éducation

L'Institut Kneiphof était le lieu choisi par sa famille pour que le jeune Gustav étudie le lycée. Dans ce centre, il a commencé à montrer ses bonnes conditions pour les mathématiques, ce qui a conduit à guider ses études universitaires vers cette question.

Kirchhoff est entré dans le centre universitaire de sa ville natale de l'Université d'Albertus. Cette institution était connue par le séminaire de physique mathématique établie par Franz Neumann (considérée comme le père de la physique théorique du pays) et par Carl Gustav Jakob Jacobi (l'un des mathématiciens les plus éminents de l'époque).

Le futur scientifique est allé à ce séminaire entre 1843 et 1846. Cependant, il ne pouvait pas profiter des enseignements de Jacobi, qui étaient malades, et, pour cette raison, c'est Neumman qui a exercé une plus grande influence sur sa formation.

Neumann avait commencé à s'intéresser à l'induction électrique pour cette date et avait publié ses deux premières œuvres sur l'induction en 1845. Cela a causé Kirchhoff, comme son disciple, a également commencé à prêter attention à cette question. En outre, il a également étudié les mathématiques avec Friedrich Jules Richelot.

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Premières publications

Déjà en 1845, alors que j'étudiais encore, Kirchhoff a présenté un emploi sur le flux d'électricité sur un plat circulaire. Cette étude serait plus tard à la base de votre thèse de doctorat.

La même année, il a pris comme référence une théorie présentée par un autre physicien, Georg Simon Ohm, pour formuler celles qui seraient connues sous le nom de lois de Kirchhoff en génie électrique.

Transfert à Berlin

La première conséquence de la publication de la loi de Kirchhoff a été que l'auteur a reçu une bourse pour poursuivre sa formation à Paris. Cependant, la situation en Europe de l'époque était très tendue, en particulier entre la Prusse et la France, qui finirait par aller à la guerre en 1870.

Pour cette raison, Kirchhoff a rejeté la possibilité de déménager dans la capitale française. Au lieu de cela, il a établi sa résidence à Berlin, où il a commencé à travailler comme privatdozent (professeur qui n'a facturé aucun salaire) à l'Université de cette ville.

Pendant la période où il a exercé cette activité, le scientifique n'a pas cessé de publier le résultat de ses recherches. Parmi ceux-ci, il a souligné sa contribution à la théorie des courants électriques et électrostatiques.

Sa prochaine destination était Breslau (aujourd'hui appelée Wroclaw), où il a été nommé professeur extraordinaire.

Université de Heidelberg

Gustav Robert Kirchhoff (à gauche) et Robert Bunsen (à droite). Source: inconnue.) / Domaine public

Breslau de Kirchhoff reste un an, de 1851 à 1852. Pendant ce temps, le physicien avait l'air de l'amitié avec Robert Bunsen, un chimiste bien connu.

C'est Bunsen qui a convaincu Kirchhoff de quitter la ville pour commencer à travailler comme professeur de physique à Heidelberg. La collaboration entre les deux amis était très fructueuse et les deux sont devenues régulières aux réunions organisées par un groupe de scientifiques organisés par Hermann von Helmholtz.

Gustav Kirchhoff s'est mariée en 1857 avec la fille de son ancien professeur de mathématiques à Konigsberg. Cependant, sa femme, Clara Richelot, est décédée en 1869, ne laissant le scientifique qu'à la garde des cinq fils qu'ils avaient en commun. En 1872, le scientifique s'est marié à nouveau, cette fois avec Louise Brömmel.

À cette époque, la santé de Kirchhoff, qui avait toujours été précaire, s'est aggravée et a été forcée d'utiliser un fauteuil roulant ou, à l'échelle, de béquilles.

La renommée du scientifique augmentait et de nombreuses universités lui ont envoyé des offres pour rejoindre son personnel. Kirchhoff, cependant, a préféré rester à Heidelberg.

Retour de Berlin

L'état de santé de Kirchhoff s'aggrave et plus. Bientôt, il a commencé à avoir des difficultés à effectuer les expériences nécessaires pour confirmer ses recherches. Malgré son désir de ne pas quitter Heidelberg, il a finalement décidé d'accepter une offre de l'Université de Berlin pour occuper le président de la physique-mathématique.

Kirchhoff a rejoint son nouveau poste en 1875 et, en plus des travaux d'enseignement, il a continué à mener des recherches théoriques. Le résultat a été l'un de ses traités les plus connus: Vorlesungen über Mathematincen Physik, Publié en quatre volumes alors que j'avais déjà abandonné le président de Berlin.

Avec 63 ans, Gustav Kirchhoff est décédé à Berlin le 17 octobre 1887.

Gustav Robert Kirchhoff dans l'ancien cimetière St. Matthäus à Berlin-Schöneberg. Source: furfur / cc by-sa (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0)

Loi de Kirchhoff

Gustav Kirchhoff (à gauche), Robert Bunsen (centre) et Henry Enfield Roscoe (à droite). Source: Henry Roscoe / Domaine public

Les lois de Kirchhoff sont deux groupes de lois sur les circuits électriques et les émissions thermiques.

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Les deux lois des lois sont appelées leur auteur, bien que les plus connues soient celles faisant référence à l'ingénierie électrique.

Les trois lois de la spectroscopie de Kirchhoff

Le scientifique a élaboré un ensemble de lois pour décrire comment l'émission légère se comporte pour les objets à incandescence:

1- Un objet solide chaud produit de la lumière dans un spectre continu.

2- Un gaz faible produit de la lumière avec des lignes spectrales en longueurs d'onde discrètes qui dépendent de la composition chimique du gaz.

3- Un objet solide à haute température entouré d'un gaz faible à des températures plus basses produit de la lumière dans un spectre continu avec des longueurs d'onde discrètes dont les positions dépendent de la composition chimique du gaz.

Les trois lois sur la spectrographie de Kirchhoff ont été, plus tard, la base de l'apparition de la mécanique quantique.

Loi de l'ingénierie électrique de Kirchhoff

Comme indiqué, l'ensemble des lois sur l'électricité réalisées par Kirchhoff a été sa contribution la plus pertinente à la science. Pour effectuer ces travaux, il était basé sur les travaux précédents réalisés par Georg Simon Ohm.

Ces lois sont rapidement devenues des outils fondamentaux pour l'analyse des circuits. De manière très résumée, son extension permet de mesurer l'intensité du courant, ainsi que la différence de potentiel à un point donné dans un circuit électrique.

- La première loi ou loi de Kirchhoff correspondant aux nœuds: «Dans n'importe quel nœud, la somme algébrique des courants électriques qui entrent est égal à la somme des courants qui sortent. Aussi équivalent, la somme algébrique de tous les courants qui traversent le nœud est égal à zéro »

- La deuxième loi ou la loi ou la loi de Kirchhoff correspondant aux maillages: «Dans un circuit fermé d'un réseau, la somme de l'ensemble des chutes de tension dans ses composants est égale à la somme des tensions fournies et, par conséquent, la sommation algébrique des différences potentielles dans Un maillage est nul."

Contributions

Allemagne Seal (Berlin) 1974. Source: Michel-Katalog-NR: Ländercode-Minr: 465

Outre les lois qui portent son nom, Kirchhoff a fait beaucoup plus de contributions à la science, à la fois pratique et théorique. Ainsi, il a consacré ses efforts pour améliorer les connaissances sur l'électricité, la théorie de la plaque, l'optique et la spectroscopie, entre autres domaines d'étude.

De même, il a mené diverses enquêtes sur la façon dont la conduction thermique se produit et a tenté de mesurer le spectre des étoiles célestes, y compris le soleil et le nébuleux. Ce dernier a servi à créer un atlas spatial et à démontrer la relation entre l'absorption de la lumière et ses émissions.

Formule de diffraction de Kirchhoff

Kirchhof a utilisé la théorie de la diffraction présentée par Fresnel en 1818 pour développer une formule qui décrit comment les ondes légères se comportent lorsqu'ils traversent une petite ouverture.

Le spectrographe et les nouvelles techniques d'analyse spectrographique

Kirchhoff travaillant avec son spectroscope amélioré. Source: Poul La Cour & Jacob Appel / Public Domain

Comme indiqué, la collaboration entre Gustav Kirchhoff et Robert Bunsen pendant leur séjour à l'Université de Heidelberg a été très fructueuse. Les deux scientifiques ont répété les techniques de pionniers pour l'analyse spectrographique. Dans la pratique, cela leur a permis de découvrir deux nouveaux éléments chimiques: Rubidio et césium.

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Pour pouvoir effectuer ces découvertes, les deux chercheurs ont dû fabriquer un nouvel instrument: le spectrographe moderne. Cela projette une flamme au bas d'une échelle de différentes longueurs d'onde. Ainsi, ils ont pu localiser les rayures spectrales, qui apparaissent lorsque la lumière est tombée en panne dans leur spectre.

Composition du soleil spectral

Une autre enquêtes de Kirchhoff a été d'essayer de mesurer la composition spectrale de notre étoile, le soleil.

Cette recherche lui a permis de découvrir que lorsque la lumière traverse tout type de gaz, il absorbe ses longueurs d'onde, comme cela se produirait s'il était auparavant chauffé. Cette propriété a été baptisée sous forme de lignes Fraunhofer.

Kirchhoff utilise les connaissances acquises comme explication des lignes sombres présentes dans le spectre solaire et qui s'intensifie lorsque la lumière du soleil traverse une flamme. Le résultat de cette enquête a été la promulgation de la loi sur l'émission de Kirchhoff-Clausius et a été le début d'une nouvelle étape dans le domaine de l'astronomie.

Le scientifique a utilisé les résultats obtenus pour déterminer, en 1861, la présence dans le soleil d'éléments tels que le magnésium, le zinc, le sodium ou le cuivre, comme c'est le cas dans la croûte terrestre.

Enfin, ces études ont servi à créer une carte du spectre solaire. La carte, imprimée en Cuatricromia, a été commandée par la Berlin Academy of Sciences.

Déformation des plaques élastiques

Le scientifique a également consacré une partie de son temps à résoudre certains problèmes liés aux plaques élastiques et à leur déformation.

La première théorie de ce sujet avait été publiée par Sophie Germain et Siméon Denis Poisson et, plus tard, perfectionnée par Claude-Louis Navier. Le travail de Kirchhoff, qui a utilisé le calcul différentiel, était de répondre aux questions qui ne sont toujours pas résolues.

Œuvres et publications

Gustav Kirchhoff était l'auteur, seul ou en collaboration avec d'autres collègues, de plusieurs œuvres scientifiques.

Parmi les plus importants figurent celui dédié aux éléments chimiques et à leurs spectres , Undersuchungen über das sonnenspektrum und die spektren Chemischer Elementte (1861-1863); Ses quatre volumes sur la physique mathématique, Vorlesungen über Mathematincen Physik (1876-1894), et le Gesammelte abandlungène.

Prix ​​et reconnaissances

Les contributions de Gustav Kirchhoff à la science ont été reconnues par un grand nombre d'institutions de son temps. Parmi ceux qui l'ont nommé membre, la Royal Society, l'American Academy of Arts and Sciences, l'Académie des sciences de la Russie et l'Académie prussienne des sciences se sont démarquées.

De plus, le scientifique a également reçu les prix et les prix suivants en reconnaissance de son travail.

- Ordre du mérite de la science et des arts.

- Médaille de Rumford.

- Ordonnance Maximiliano Bavara pour la science et les arts.

- Médaille de Matteucci.

- Médaille de Davy.

Après sa mort, il a également reçu la médaille Jansen et un cratère lunaire et un astéroïde ont été baptisés avec son nom de famille.

Les références

1. Biographies et vies. Gustav Kirchhoff. Obtenu à partir de la biographie et desvidas.com
2. McAllister, Willy. Lois de Kirchhoff. Récupéré de es.Khanacademy.org
3. Écarté. Gustav Kirchhoff. Obtenu à partir d'ecured.Cu
4. Les éditeurs d'Enyclopaedia Britannica. Gustav Kirchhoff. Obtenu de Britannica.com
5. Scientifiques célèbres. Gustav Kirchhoff. Obtenu auprès de scientistes célèbres.org
6. Encyclopédie du Nouveau Monde. Gustav Kirchhoff. Obtenu auprès de newworldyclopedia.org
7. Institut d'histoire scientifique. Robert Bunsen et Gustav Kirchhoff. Obtenu de ScienceHistory.org
8. Robertson, E. F.; O'Connor, J. J. Gustav Robert Kirchhoff. Obtenu à partir de groupes.Dcs.Rester.CA.ROYAUME-UNI