Густав Кирхгоф: неміс физигі, электр тізбектері, спектроскопия және қара дене сәулеленуіне үлкен үлес қосып, «Кирхгоф заңдарымен» танымал. Биографиясы.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Неміс физигі (1824–1887)
German physicist (1824–1887)
Густав Роберт Кирхофф (12 наурыз 1824 – 17 қазан 1887) – неміс физигі және математигі, электр тізбектерін, спектроскопияны және қыздырылған денелердің қара дене сәулеленуін түсінуге үлкен үлес қосты. Ол 1860 жылы «қара дене сәулеленуі» терминін енгізді. Оның атымен аталатын бірнеше заңдар жиынтығы бар, оларға Кирхоффтың тізбек заңдары, Кирхоффтың жылулық сәулелену заңы және Кирхоффтың термохимия заңы кіреді. Кирхофф пен оның әріптесі Роберт Бунсеннің құрметіне спектроскопия саласындағы Бунсен-Кирхофф сыйлығы тағайындалған.
Gustav Robert Kirchhoff (; 12 March 1824 – 17 October 1887) was a German physicist and mathematician who contributed to the fundamental understanding of electrical circuits, spectroscopy, and the emission of black body radiation by heated objects. He coined the term black body radiation in 1860. Several different sets of concepts are named "Kirchhoff's laws" after him, which include Kirchhoff's circuit laws, Kirchhoff's law of thermal radiation, and Kirchhoff's law of thermochemistry. The Bunsen–Kirchhoff Award for spectroscopy is named after Kirchhoff and his colleague, Robert Bunsen.
Өмір және жұмыс
Густав Кирхофф 1824 жылғы 12 наурызда Пруссияның Кенигсберг қаласында, заңгер Фридрих Кирхофф пен Йоханна Генриетта Витке отбасында дүниеге келді. Оның отбасы Пруссия евангелистік шіркеуінің лютеран дінін ұстанды. 1847 жылы ол Кенигсберг Альбертус университетін бітірді, онда Карл Густав Якоб Якоби, Франц Эрнст Нейман және Фридрих Юлиус Ричелот басқарған математикалық-физикалық семинарға қатысты. Сол жылы ол Берлинге көшті, онда Бреслауда профессорлық қызметке тағайындалғанға дейін тұрды. Кейін 1857 жылы математика профессоры Ричелоттың қызы Клара Ричелотқа үйленді. Олардың бес баласы болды. Клара 1869 жылы қайтыс болды. 1872 жылы Луиза Брёммельге үйленді. Кирхофф электр техникасында кеңінен қолданылатын өзінің контурлық заңдарын 1845 жылы, әлі студент кезінде жасады. Ол бұл зерттеуді семинарлық тапсырма ретінде аяқтады, кейін ол докторлық диссертациясына айналды. 1854 жылы ол Гейдельберг университетіне шақырылды, онда Роберт Бунсенмен бірге спектроскопиялық жұмыстар жүргізді. 1857 жылы ол кедергісіз сымдағы электр сигналының жарық жылдамдығымен қозғалатынын есептеп шығарды. 1859 жылы ол жылулық сәулелену заңын ұсынды және 1861 жылы оны дәлелдеді. Кирхофф пен Бунсен бірлесіп спектроскопты ойлап тапты, оны Кирхофф Күндегі элементтерді анықтау үшін пайдаланды, 1859 жылы Күннің құрамында натрий бар екенін көрсетті. Олар Бунсенмен бірге 1861 жылы цезий мен рубидийді ашты. Гейдельбергте ол математик Лео Кёнигсбергермен бірге Франц Эрнст Нейманның үлгісі бойынша математикалық-физикалық семинар ұйымдастырды. Бұл семинарға Артур Шустер мен София Ковалевская да қатысты. Ол Дэвид Альтер мен Андерс Йонас Ангстремнің жаңалықтарына сүйене отырып, қыздырылған денелерден шығатын жарықтың спектрлік құрамын сипаттайтын үш заңды ресми түрде қалыптастыру арқылы спектроскопия саласына үлкен үлес қосты. 1862 жылы ол күн спектрінің тұрақты сызықтары және жасанды жарық спектріндегі жарық сызықтарының инверсиясы туралы зерттеулері үшін Рамфорд медалін алды. 1875 жылы Кирхофф Берлинде теориялық физикаға арналған алғашқы кафедраны қабылдады. Ол сондай-ақ оптикаға үлес қосты, Гюйгенс принципіне берік негіз беру үшін толқын теңдеуін мұқият шешіп, оны түзетуге де көмектесті. 1864 жылы ол Америка философиялық қоғамының мүшесі болып сайланды. 1884 жылы ол Нидерланды Корольдік өнер және ғылым академиясының шетелдік мүшесі атанды. Кирхофф 1887 жылы қайтыс болды және Берлиндегі Шёнебергтегі Санкт-Маттеус зиратында жерленді (Гримм ағайындыларының қабірлерінен бірнеше метр қашықтықта). Леопольд Кронекер де сол зиратта жерленген.
Gustav Kirchhoff was born on 12 March 1824 in Königsberg, Prussia, the son of Friedrich Kirchhoff, a lawyer, and Johanna Henriette Wittke. His family were Lutherans in the Evangelical Church of Prussia. He graduated from the Albertus University of Königsberg in 1847 where he attended the mathematico physical seminar directed by Carl Gustav Jacob Jacobi, Franz Ernst Neumann and Friedrich Julius Richelot. In the same year, he moved to Berlin, where he stayed until he received a professorship at Breslau. Later, in 1857, he married Clara Richelot, the daughter of his mathematics professor Richelot. The couple had five children. Clara died in 1869. He married Luise Brömmel in 1872. Kirchhoff formulated his circuit laws, which are now ubiquitous in electrical engineering, in 1845, while he was still a student. He completed this study as a seminar exercise; it later became his doctoral dissertation. He was called to the University of Heidelberg in 1854, where he collaborated in spectroscopic work with Robert Bunsen. In 1857, he calculated that an electric signal in a resistanceless wire travels along the wire at the speed of light. He proposed his law of thermal radiation in 1859, and gave a proof in 1861. Together Kirchhoff and Bunsen invented the spectroscope, which Kirchhoff used to pioneer the identification of the elements in the Sun, showing in 1859 that the Sun contains sodium. He and Bunsen discovered caesium and rubidium in 1861. At Heidelberg he ran a mathematico physical seminar, modelled on Franz Ernst Neumann's, with the mathematician Leo Koenigsberger. Among those who attended this seminar were Arthur Schuster and Sofia Kovalevskaya. He contributed greatly to the field of spectroscopy by formalizing three laws that describe the spectral composition of light emitted by incandescent objects, building substantially on the discoveries of David Alter and Anders Jonas Ångström. In 1862, he was awarded the Rumford Medal for his researches on the fixed lines of the solar spectrum, and on the inversion of the bright lines in the spectra of artificial light. In 1875 Kirchhoff accepted the first chair dedicated specifically to theoretical physics at Berlin. He also contributed to optics, carefully solving the wave equation to provide a solid foundation for Huygens' principle (and correct it in the process). In 1864, he was elected as a member of the American Philosophical Society. In 1884, he became foreign member of the Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences. Kirchhoff died in 1887, and was buried in the St Matthäus Kirchhof Cemetery in Schöneberg, Berlin (just a few meters from the graves of the Brothers Grimm). Leopold Kronecker is buried in the same cemetery.
Кирхгоффтың контурлық заңдары
Кирхгофтың бірінші заңы – өткізгіштер желісінде кездесетін нүктеде (немесе түйінде) токтардың алгебралық қосындысы нөлге тең. Екінші заңы – жабық тізбекте жүйедегі кернеулердің бағытталған қосындысы нөлге тең.
Kirchhoff's first law is that the algebraic sum of currents in a network of conductors meeting at a point (or node) is zero. The second law is that in a closed circuit, the directed sums of the voltages in the system is zero.
Кирхгофтың спектроскопияның үш заңы
Қатты, сұйық немесе тығыз газ жарық шығару үшін қоздырылса, ол барлық толқын ұзындықтарында сәуле шығарып, үздіксіз спектр тудырады. Төмен тығыздықтағы газ жарық шығару үшін қоздырылса, ол белгілі бір толқын ұзындықтарында сәуле шығарып, эмиссия спектрін тудырады. Егер үздіксіз спектрден тұратын жарық салқын, төмен тығыздықтағы газ арқылы өтіп өтетін болса, сіңіру спектрі пайда болады. Кирхофф атомдардағы энергия деңгейлерінің бар екенін білмеген. Дискретті спектрлік сызықтардың бар екені Фраунгофердің 1814 жылы оларды ашқаннан бері белгілі болды. Ал бұл сызықтардың дискретті математикалық үлгі құрайтынын Иоганн Балмер 1885 жылы сипаттаған. Джозеф Лармор электронның осцилляциясы арқылы магнит өрісінде спектрлік сызықтардың бөлінуін, Земан эффектісі деп аталатын құбылысты түсіндірді. Бірақ бұл дискретті спектрлік сызықтар 1913 жылғы Бордың атом моделіне дейін электрондық өтулер ретінде түсіндірілмеді, бұл кванттық механиканың дамуына ықпал етті.
A solid, liquid, or dense gas excited to emit light will radiate at all wavelengths and thus produce a continuous spectrum. A low density gas excited to emit light will do so at specific wavelengths, and this produces an emission spectrum. If light composing a continuous spectrum passes through a cool, low density gas, the result will be an absorption spectrum. Kirchhoff did not know about the existence of energy levels in atoms. The existence of discrete spectral lines was known since Fraunhofer discovered them in 1814. And that the lines formed a discrete mathematical pattern was described by Johann Balmer in 1885. Joseph Larmor explained the splitting of the spectral lines in a magnetic field known as the Zeeman Effect by the oscillation of electrons. But these discrete spectral lines were not explained as electron transitions until the Bohr model of the atom in 1913, which helped lead to quantum mechanics.
Кирхгоффтың жылулық сәулелену заңы
Кирхгофтың жылулық сәулелену заңы, онда ол сәулелену үшін белгісіз жа жалпы заңды ұсынды, бұл Макс Планкті кванттық механикаға негіз болған кванттық әрекеттің ашылуына әкелді.
It was Kirchhoff's law of thermal radiation in which he proposed an unknown universal law for radiation that led Max Planck to the discovery of the quantum of action leading to quantum mechanics.
Графтар теориясындағы Кирхгофф теоремасы
Кирхгоф сонымен қатар графтар теориясының математикалық саласында жұмыс істеді, онда ол Кирхгофтың матрицалық ағаш теоремасын дәлелдеген.
Kirchhoff also worked in the mathematical field of graph theory, in which he proved Kirchhoff's matrix tree theorem.
Шығармалары
Математикалық физика бойынша лекциялар. 4 томдық, Б. Г. Тейбнер, Лейпциг 1876–1894 жж. 1-том: Механика. 1-басылым, Б. Г. Тейбнер, Лейпциг 1876 (онлайн). 2-том: Математикалық оптика. Б. Г. Тейбнер, Лейпциг 1891 (Курт Хенсельдің редакциясымен, онлайн). 3-том: Электр және магнетизм. Б. Г. Тейбнер, Лейпциг 1891 (Макс Планктің редакциясымен, онлайн). 4-том: Жылу теориясы. Б. Г. Тейбнер, Лейпциг 1894, Макс Планктің редакциясымен.
Vorlesungen über mathematische Physik. 4 vols., B. G. Teubner, Leipzig 1876–1894. Vol. 1: Mechanik. 1. Auflage, B. G. Teubner, Leipzig 1876 (online). Vol. 2: Mathematische Optik. B. G. Teubner, Leipzig 1891 (Herausgegeben von Kurt Hensel, online). Vol. 3: Electricität und Magnetismus. B. G. Teubner, Leipzig 1891 (Herausgegeben von Max Planck, online). Vol. 4: Theorie der Wärme. B. G. Teubner, Leipzig 1894, Herausgegeben von Max Planck