物理学者グスタフ・キルヒホフの生涯と業績
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グスタフ・ロベルト・キルヒホフ (1824 年 3 月 12 日 - 1887 年 10 月 17 日) は、ドイツの物理学者でした。彼は開発したことで最もよく知られています キルヒホッフの法則 、これは 現在 と 電圧 電気回路で。 Kirchhoff の法則に加えて、Kirchhoff は物理学に対して他にも多くの基本的な貢献をしました。 分光法 と 黒体放射 .
早わかり：グスタフ・キルヒホフ
- 白熱灯 加熱後に光る固体、液体、または高密度の気体は、 連続 光のスペクトル: すべての波長で光を放出します。
- 高温の低密度ガスは、 輝線 スペクトル: ガスは特定の個別の波長で光を放出します。これは、そうでなければ暗いスペクトルに明るい線として見ることができます。
- 低温の低密度ガスを通過する連続スペクトルは、 吸収線 スペクトル: ガス 吸収する 特定の個別の波長の光であり、そうでなければ連続スペクトルの暗い線として見ることができます。
- ホッケー、トーマス A.、編集者。 天文学者の伝記百科事典 .スプリンガー、2014年。
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幼児期と教育
ケーニヒスベルク生まれ。 プロイセン (現在はロシアのカリーニングラード)、グスタフ・キルヒホフは 3 人の息子の末っ子でした。彼の両親は、プロイセン国家に献身的な法律顧問であるカール・フリードリッヒ・キルヒホフとジュリアン・ヨハンナ・ヘンリエッテ・フォン・ヴィトケでした。キルヒホフの両親は、子供たちにできる限りプロイセン国家に奉仕するように勧めました。キルヒホフは学問的に優秀な学生だったので、当時プロイセンでは公務員の役割と見なされていた大学教授になることを計画していました。キルヒホフは兄弟と共にクナイフォフィッシュ高校に通い、1842 年に卒業証書を取得しました。
高校卒業後、キルヒホフはケーニヒスベルクのアルベルトゥス大学の数学物理学科で勉強を始めました。そこでキルヒホフは、1843 年から 1846 年にかけて数学者フランツ ノイマンとカール ヤコビによって開発された数学物理セミナーに参加しました。
特にノイマンは、キルヒホフに大きな影響を与え、数理物理学 (物理学の問題に対する数学的方法の開発に焦点を当てた分野) を追求するよう彼を励ましました。ノイマンに師事している間、キルヒホッフは 1845 年に 21 歳で最初の論文を発表しました。 . この論文には、電気回路の電流と電圧の計算を可能にする 2 つのキルヒホッフの法則が含まれていました。
キルヒホッフの法則
電流と電圧に関するキルヒホッフの法則は、電気回路の解析の基礎であり、回路内の電流と電圧の定量化を可能にします。 Kirchhoff は、次の結果を一般化してこれらの法則を導き出しました。 オームの法則 これは、2 点間の電流がそれらの点間の電圧に正比例し、抵抗に反比例することを示しています。
キルヒホッフの第一法則 は、回路内の特定の接合部で、接合部に流れ込む電流が接合部から出る電流の合計と等しくなければならないことを示しています。 キルヒホッフの第二法則 回路に閉ループがある場合、ループ内の電圧差の合計はゼロに等しいと言います。
Bunsen との共同作業を通じて、Kirchhoff は分光法に関する 3 つの Kirchhoff の法則を開発しました。
原子と分子は独自のスペクトルを生成するため、これらの法則により、調査対象のオブジェクトで見つかった原子と分子を識別することができます。
Kirchhoff は熱放射においても重要な研究を行い、1859 年に Kirchhoff の熱放射の法則を提案しました。オブジェクトまたは表面が静的な熱平衡にある場合、波長と温度。
キルヒホッフは、熱放射を研究しているときに、黒体という用語を作り出して、入射光をすべて吸収し、熱平衡を確立するために一定の温度に維持されたときにその光のすべてを放出する仮想物体を説明しました。 1900年、物理学者 マックス・プランク これらの黒体は、特定の値でエネルギーを吸収および放出したと仮定します。 量子 .この発見は、量子力学の重要な洞察の 1 つとして役立つでしょう。
学問的な仕事
1847 年、キルヒホフはケーニヒスベルク大学を卒業し、1848 年にはドイツのベルリン大学で無給の講師になりました。1850 年にはブレスラウ大学の准教授になり、1854 年にはハイデルベルク大学の物理学の教授になりました。ブレスラウで、キルヒホッフはドイツの化学者ロベルト・ブンゼンに会いました。ブンゼンバーナーキルヒホッフがハイデルベルク大学に来るよう手配したのはブンゼンでした。
1860 年代、Kirchhoff と Bunsen は、各要素が一意の要素で識別できることを示しました。 スペクトルパターン 、実験的に要素を分析するために分光法を使用できることを確立します。ペアは要素を発見するでしょう セシウム と ルビジウム 分光法を使用して太陽の要素を調査しながら。
分光法の研究に加えて、キルヒホッフは黒体放射も研究し、1862 年にこの用語を作り出しました。 量子力学 . 1875 年、キルヒホフはベルリンの数理物理学の教授になりました。その後1886年に引退。
晩年と遺産
Kirchhoff は、1887 年 10 月 17 日にドイツのベルリンで 63 歳で亡くなりました。彼は、物理学の分野への貢献と影響力のある教職歴で知られています。彼の電気回路に関するキルヒホッフの法則は、現在、電磁気学の物理学入門コースの一部として教えられています。