Gustav Kirchhoff

Gustav Robert Kirchhoff
Leis de Kirchhoff: dos circuitos elétricos, da radiação térmica, da espectroscopia, e da termoquímica. Modelo de placas de Kirchhoff–Love
Nascimento	12 de março de 1824 Königsberg
Morte	17 de outubro de 1887 (63 anos) Berlim
Sepultamento	Alter St.-Matthäus-Kirchhof Berlin
Nacionalidade	alemão
Cidadania	Alemanha
Alma mater	Universidade de Königsberg
Ocupação	físico, químico, engenheiro, matemático
Prêmios	Medalha Rumford (1862), Medalha Cothenius (1876), Medalha Davy (1877), Medalha Matteucci (1877), Medalha Janssen (1887)
Empregador	Universidade Humboldt de Berlim, Universidade de Breslávia, Universidade de Heidelberg
Orientador(es)	Otto Hesse
Orientado(s)	Hermann Aron, Johannes Knoblauch, Gabriel Lippmann, Jacob Lüroth, Max Noether, Ernst Schröder, Heinrich Weber
Instituições	Universidade Humboldt de Berlim, Universidade de Wrocław, Universidade de Heidelberg
Campo(s)	física
Tese	1847: De criteriis quibus cognoscatur an aequatio quinti gradus irreductibilis algebraice resolvi posset / De parallaxi stellae Argelandriae
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Gustav Robert Kirchhoff (Königsberg, 12 de março de 1824 — Berlim, 17 de outubro de 1887) foi um físico alemão.

Suas contribuições científicas foram principalmente no campo dos circuitos elétricos, na espectroscopia, na emissão de radiação dos corpos negros e na teoria da elasticidade (modelo de placas de Kirchhoff–Love). Kirchhoff propôs o nome de "radiação do corpo negro" em 1862. É autor de duas leis fundamentais da teoria clássica dos circuitos elétricos e da emissão térmica.

Kirchhoff e Bunsen encontraram um meio de determinar a composição das estrelas, analisando seus espectros, e com isto mostraram que o Sol contém os mesmos elementos que a Terra, embora em diferentes proporções e em outras condições (devido a pressão, temperatura, etc). Com isto também descobriram novos elementos químicos.

Gustav Kirchhoff (esquerda) e Robert Bunsen, fotografia c. 1850.

Vida e obra

Gustav Kirchhoff nasceu em 12 de março de 1824 em Königsberg , Prússia , filho de Friedrich Kirchhoff, um advogado, e Johanna Henriette Wittke.  Sua família era luterana na Igreja Evangélica da Prússia . Ele se formou na Universidade Albertus de Königsberg em 1847, onde participou do seminário físico-matemático dirigido por Carl Gustav Jacob Jacobi ,  Franz Ernst Neumann e Friedrich Julius Richelot . No mesmo ano, mudou-se para Berlim , onde ficou até receber a cátedra em Breslau. Mais tarde, em 1857, ele se casou com Clara Richelot, filha de seu professor de matemática Richelot. O casal teve cinco filhos. Clara morreu em 1869. Ele se casou com Luise Brömmel em 1872.

Kirchhoff formulou suas leis de circuito , que agora são onipresentes na engenharia elétrica , em 1845, quando ainda era estudante. Ele completou este estudo como um exercício de seminário; mais tarde, tornou-se sua tese de doutorado. Ele foi chamado para a Universidade de Heidelberg em 1854, onde colaborou no trabalho espectroscópico com Robert Bunsen . Em 1857, ele calculou que um sinal elétrico em um fio sem resistência viaja ao longo do fio à velocidade da luz .  Ele propôs sua lei da radiação térmica em 1859 e deu uma prova em 1861. Juntos, Kirchhoff e Bunsen inventaram o espectroscópio, que Kirchhoff usou para ser o pioneiro na identificação dos elementos do Sol , mostrando em 1859 que o Sol contém sódio. Ele e Bunsen descobriram o césio e o rubídio em 1861.  Em Heidelberg, ele dirigiu um seminário matemático-físico, inspirado no de Neumann, com o matemático Leo Koenigsberger . Entre aqueles que participaram deste seminário estavam Arthur Schuster e Sofia Kovalevskaya .

Ele contribuiu muito para o campo da espectroscopia formalizando três leis que descrevem a composição espectral da luz emitida por objetos incandescentes, construindo substancialmente sobre as descobertas de David Alter e Anders Jonas Ångström (ver também: análise de espectro ). Em 1862 ele foi agraciado com a Medalha Rumford por suas pesquisas nas linhas fixas do espectro solar e na inversão das linhas brilhantes no espectro da luz artificial.  Em 1875 Kirchhoff aceitou a primeira cadeira dedicada especificamente à física teórica em Berlim.

Ele também contribuiu com a óptica , resolvendo cuidadosamente a equação de onda para fornecer uma base sólida para o princípio de Huygens (e corrigi-lo no processo).

Em 1884, ele se tornou membro estrangeiro da Academia Real de Artes e Ciências da Holanda .

Seu livro "Vorlesungen uber mathematische Physik,Mechanik", 1897, é atualmente fonte básica de refência.

Kirchhoff morreu em 1887 e foi enterrado no cemitério St Matthäus Kirchhof em Schöneberg , Berlim (a poucos metros dos túmulos dos Irmãos Grimm ). Leopold Kronecker está enterrado no mesmo cemitério.

Leis de Kirchhoff

2.1 Leis de circuito de Kirchhoff

A primeira lei de Kirchhoff é que a soma algébrica das correntes em uma rede de condutores que se encontram em um ponto (ou nó) é zero. A segunda lei é que, em um circuito fechado, as somas direcionadas das tensões em um sistema fechado são zero.

2.2 Três leis da espectroscopia de Kirchhoff

1. Um gás sólido, líquido ou denso excitado para emitir luz irradiará em todos os comprimentos de onda e, assim, produzirá um espectro contínuo.
   

   Representação visual das leis de Kirchhoff ou espectroscopia
2. Um gás de baixa densidade excitado para emitir luz o fará em comprimentos de onda específicos e isso produz um espectro de emissão. ( Veja também: espectro de emissão )
3. Se a luz que compõe um espectro contínuo passar por um gás frio de baixa densidade, o resultado será um espectro de absorção.

Kirchhoff não sabia sobre a existência de níveis de energia nos átomos. A existência de linhas espectrais discretas foi posteriormente explicada pelo modelo de Bohr do átomo, que ajudou a levar à mecânica quântica .

2.3 Lei da termoquímica de Kirchhoff

Kirchhoff mostrou em 1858 que, na termoquímica , a variação do calor de uma reação química é dada pela diferença de capacidade térmica entre produtos e reagentes:

$\left({\frac {\partial \Delta \ H}{\partial t}}\right)=\Delta Cp$

A integração desta equação permite a avaliação do calor de reação em uma temperatura a partir de medições em outra temperatura.

Ver também

• Leis de Kirchhoff

Bibliografia

• «Biografia resumida»  (em inglês)
• «Biografia»  (em inglês)

Ligações externas

• Literatura de e sobre Gustav Kirchhoff no catálogo da Biblioteca Nacional da Alemanha
• Biografia em MacTutor (em inglês)
• Gustav Kirchhoff (em inglês) no Mathematics Genealogy Project
• «Über das Gleichgewicht und die Bewegung einer elastischen Scheibe. Journal für die reine und angewandte Mathematik 40(1):51-88, 1850» 

Precedido por James Clerk Maxwell	Medalha Rumford 1862	Sucedido por John Tyndall
Precedido por William Thomson	Medalha Matteucci 1877	Sucedido por Gustav Wiedemann