Gustav Robert Kirchhoffはドイツの物理学者であり、電気回路、分光学、および加熱された物体による黒体放射の放出の基本的な理解に貢献しました。
彼は1862年に黒体放射という用語を造語しました。「Kirchhoffの法則」という名前の複数の異なる概念セットが彼にちなんで名付けられており、黒体放射と分光学、電気回路、および熱化学などの多様なテーマに関するものです。分光学のためのBunsen–Kirchhoff賞は、彼と彼の同僚Robert Bunsenにちなんで名付けられています。
生涯と業績
Gustav Kirchhoffは1824年3月12日、プロイセンのKönigsbergで、弁護士のFriedrich Kirchhoffと、Johanna Henriette Wittkeの息子として生まれました。彼の家族はプロイセン福音主義教会のルーテル派でした。彼は1847年にAlbertus University of Königsbergを卒業し、そこでCarl Gustav Jacob Jacobi、Franz Ernst Neumann、Friedrich Julius Richelotが指導する数学物理学セミナーに参加していました。同じ年に、彼はBerlinに移り、Breslavでの教授職を受けるまでそこに留まりました。その後、1857年に、彼は自分の数学教授Richelotの娘Clara Richelotと結婚しました。夫婦は5人の子供がいました。Claraは1869年に亡くなりました。彼は1872年にLuise Brömmelと結婚しました。
Kirchhoffは、今では電気工学に遍在している彼の回路法則を、まだ学生だった1845年に定式化しました。彼はこの研究をセミナーの演習として完成させました。その後、それは彼の博士論文になりました。彼は1854年にHeidelberg大学に招かれ、そこでRobert Bunsenと分光学の研究で協力しました。1857年に彼は、抵抗のないワイヤー内の電気信号がワイヤーに沿って光の速度で移動することを計算しました。彼は1859年に熱放射の法則を提案し、1861年に証拠を与えました。KirchhoffとBunsenは一緒に分光器を発明し、Kirchhoffはそれを使って太陽の元素の同定の先駆者となり、1859年に太陽がナトリウムを含むことを示しました。彼とBunsenは1861年にセシウムとルビジウムを発見しました。Heidelbergで彼はNeumannのモデルに基づいた数学物理学セミナーを運営し、数学者Leo Koenigsbergerと一緒に行いました。このセミナーに参加した人の中にはArthur SchusterとSofia Kovalevskayaがいました。
彼は、David AlterとAnders Jonas Ångströmの発見に大きく基づいて、白熱物体によって放出された光のスペクトル構成を説明する3つの法則を形式化することにより、分光学の分野に大きく貢献しました（参照：スペクトル分析）。1862年に彼は太陽スペクトルの固定線に関する研究と、人工光のスペクトルにおける明るい線の反転に関する研究に対してRumford Medal を授与されました。1875年にKirchhoffはBerlinの理論物理学に特に専念した最初の椅子を受け入れました。
彼はまた、光学に貢献し、波動方程式を慎重に解いて、Huygens原理に対して堅牢な基礎を提供し、その過程で訂正しました。
1884年に彼はロイヤル・ネザーランズ・アカデミー・オブ・アーツ・アンド・サイエンセスの外国人会員になりました。
Kirchhoffは1887年に亡くなり、Berlin のSchönebergのSt Matthäus Kirchhof墓地に埋葬されました。ここはBrothers Grimmの墓からわずか数メートルのところです。Leopold Kroneckerは同じ墓地に埋葬されています。
Kirchhoffの回路法則
Kirchhoffの第1法則は、点またはノードで出会う導体のネットワークにおける電流の代数的合計がゼロであるということです。第2の法則は、閉じた回路では、閉じたシステムの電圧の方向付けられた合計がゼロであるということです。
Kirchhoffの分光学の3つの法則
- 光を放出するように励起される固体、液体、または密集したガスは、すべての波長で放射され、したがって連続スペクトルを生成します。
- 光を放出するように励起される低密度ガスは、特定の波長で行われ、これは発光スペクトルを生成します。参照：発光スペクトル
- 連続スペクトルを構成する光が冷たく、低密度のガスを通過する場合、結果は吸収スペクトルになります。
Kirchhoffは原子のエネルギーレベルの存在について知りませんでした。離散スペクトル線の存在は後にBohr原子モデルによって説明されました。これは量子力学につながるのに役立ちました。
Kirchhoffの熱化学の法則
Kirchhoffは1858年に、熱化学において、化学反応の熱の変化は生成物と反応物の間の熱容量の差によって与えられることを示しました：
この方程式の統合により、別の温度での測定から1つの温度での反応の熱の評価を可能にします。
