Gustav Robert Kirchhoff ( alemán: [ˈkɪʁçhɔf] ; 12 de marzo de 1824 - 17 de octubre de 1887) fue un físico alemán que contribuyó a la comprensión fundamental de los circuitos eléctricos , la espectroscopia y la emisión de radiación de cuerpo negro por objetos calentados. [1] [2]
En 1860 acuñó el término radiación de cuerpo negro .
Varios conjuntos diferentes de conceptos llevan su nombre "leyes de Kirchhoff", que incluyen las leyes de circuitos de Kirchhoff , la ley de radiación térmica de Kirchhoff y la ley de termoquímica de Kirchhoff.
El Premio Bunsen-Kirchhoff de espectroscopia lleva el nombre de Kirchhoff y su colega, Robert Bunsen .
Gustav Kirchhoff nació el 12 de marzo de 1824 en Königsberg , Prusia , hijo del abogado Friedrich Kirchhoff y de Johanna Henriette Wittke. [3] Su familia era luterana en la Iglesia Evangélica de Prusia . Se graduó en la Universidad Albertus de Königsberg en 1847, donde asistió al seminario físico-matemático dirigido por Carl Gustav Jacob Jacobi , [4] Franz Ernst Neumann y Friedrich Julius Richelot . Ese mismo año se mudó a Berlín , donde permaneció hasta obtener una cátedra en Breslau . Posteriormente, en 1857, se casó con Clara Richelot, hija de su profesor de matemáticas Richelot. La pareja tuvo cinco hijos. Clara murió en 1869. Se casó con Luise Brömmel en 1872. [5]
Kirchhoff formuló sus leyes de circuitos , que ahora son omnipresentes en la ingeniería eléctrica , en 1845, cuando aún era estudiante. Completó este estudio como un ejercicio de seminario; más tarde se convirtió en su tesis doctoral. Fue llamado a la Universidad de Heidelberg en 1854, donde colaboró en trabajos espectroscópicos con Robert Bunsen . En 1857, calculó que una señal eléctrica en un cable sin resistencia viaja a lo largo del cable a la velocidad de la luz . [6] [7] Propuso su ley de radiación térmica en 1859 y dio una prueba en 1861. Juntos, Kirchhoff y Bunsen inventaron el espectroscopio , que Kirchhoff utilizó para ser pionero en la identificación de los elementos en el Sol , demostrando en 1859 que la El sol contiene sodio . Él y Bunsen descubrieron el cesio y el rubidio en 1861. [8] En Heidelberg dirigió un seminario de física matemático, inspirado en el de Franz Ernst Neumann, con el matemático Leo Koenigsberger . Entre los que asistieron a este seminario se encontraban Arthur Schuster y Sofia Kovalevskaya .
Contribuyó en gran medida al campo de la espectroscopia al formalizar tres leyes que describen la composición espectral de la luz emitida por objetos incandescentes, basándose sustancialmente en los descubrimientos de David Alter y Anders Jonas Ångström . En 1862 recibió la medalla Rumford por sus investigaciones sobre las líneas fijas del espectro solar y sobre la inversión de las líneas brillantes en los espectros de la luz artificial. [a] En 1875 Kirchhoff aceptó la primera cátedra dedicada específicamente a la física teórica en Berlín.
También contribuyó a la óptica , resolviendo cuidadosamente la ecuación de onda para proporcionar una base sólida para el principio de Huygens (y corregirlo en el proceso). [10] [11]
En 1864, fue elegido miembro de la Sociedad Filosófica Estadounidense . [12]
En 1884, se convirtió en miembro extranjero de la Real Academia de Artes y Ciencias de los Países Bajos . [13]
Kirchhoff murió en 1887 y fue enterrado en el cementerio St Matthäus Kirchhof en Schöneberg , Berlín (a sólo unos metros de las tumbas de los hermanos Grimm ). Leopold Kronecker está enterrado en el mismo cementerio.
La primera ley de Kirchhoff es que la suma algebraica de las corrientes en una red de conductores que se encuentran en un punto (o nodo) es cero. La segunda ley es que en un circuito cerrado, las sumas dirigidas de los voltajes en el sistema son cero.
Kirchhoff no sabía acerca de la existencia de niveles de energía en los átomos. La existencia de líneas espectrales discretas se conocía desde que Fraunhofer las descubrió en 1814. Y que las líneas formaban un patrón matemático discreto fue descrito por Johann Balmer en 1885. Joseph Larmor explicó la división de las líneas espectrales en un campo magnético conocido como efecto Zeeman. por la oscilación de los electrones. [14] [15] Pero estas líneas espectrales discretas no se explicaron como transiciones electrónicas hasta el modelo atómico de Bohr en 1913, que ayudó a conducir a la mecánica cuántica .
Fue la ley de la radiación térmica de Kirchhoff, en la que propuso una ley universal desconocida para la radiación, la que llevó a Max Planck al descubrimiento del cuanto de acción que condujo a la mecánica cuántica .
Kirchhoff demostró en 1858 que, en termoquímica , la variación del calor de una reacción química viene dada por la diferencia de capacidad calorífica entre productos y reactivos:
La integración de esta ecuación permite la evaluación del calor de reacción a una temperatura a partir de mediciones a otra temperatura. [16] [17]
El 16 de agosto de 1857, heredera de Clara Richelot, die Tochter des Königsberger Mathematikers... Frau Clara starb schon 1869. En diciembre de 1872, heredera de Kirchhoff Luise Brömmel.
Gustav Robert Kirchhoff, “IV. Ueber das Verhältniß zwischen dem Emissionsvermögen und dem Absortsvermögen der Körper für Wärme und Licht”, Annalen der Physik 185(2), 275-301 (1860). (acuñación del término “cuerpo negro”) [Sobre la relación entre la emisividad y la absortividad de los cuerpos para el calor y la luz]
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