Известные люди

»

Роберт Кирхгоф

Немецкий физик Густав Роберт Кирхгоф в Кёнигсберге. В 1846 г. он окончил Кёнигсбергский универ. Кирхгоф был профессором университетов в Бреслау (сегодня Вроцлав, Польша) (1850) и Гейдельберге (1854); с 1875 г. он возглавлял кафедру математической физики в Берлинском университете.

Научную работу Кирхгоф начал, ещё будучи студентом. В 18451847 гг., занимаясь исследованием электрический цепей, он открыл закономерности протекания тока в разветвлённых цепях (правила Кирхгофа). В 1857 г. Кирхгоф опубликовал статью о распространении переменного тока по проводам, результаты которой во многом предвосхитили идеи Джеймса Максвелла, касающиеся электромагнитного поля.

В 1859 г. Кирхгоф занялся анализом связи между процессами испускания и поглощения света. На эти исследования его натолкнули наблюдения, сделанные прежде Л.Фуко и Дж.Стоксом, о близости положения в спектре Солнца тёмных (фраунгоферовых) D-линий и линий испускания в спектре Na. Вскоре он обнаружил интересное явление воззвание линий испускания в спектре Na при пропускании посредством полымя солнечного света: на месте светлых линий испускания появлялись отчётливые тёмные. Как раз в это время к нему обратился Роберт Вильгельм Бунзен, занимавшийся анализом газов, основанным на наблюдении за изменением окраски пламени при введении в него разных элементов. Кирхгоф заметил, что приём анализа позволительно совершить больше информативным, если следить не нетрудно окраску пламени, а его спектр. Совместная разработка этой идеи привела Бунзена и Кирхгофа к созданию спектрального анализа и открытию новых элементов рубидия и цезия.

В 1859 г. на заседании Прусской академии наук Кирхгоф сделал извещение об открытии закона теплового излучения, в соответствии которому касательство испускательной способности тела к поглощательной в равной мере для всех тел при одной и той же температуре (закон Кирхгофа). В 1862 г. он ввел понятие совсем чёрного тела и предложил его модель полость с небольшим отверстием. Разработка проблемы излучения вовсе чёрного тела в конечном счёте привела к созданию квантовой теории излучения.

Кирхгоф внёс солидный вклад в обобщение теории дифракции Френеля, он занимался ещё теорией деформации твёрдых тел, колебанием пластин и дисков, движением тел в жидкой среде. Основные труды учёного Исследования спектра Солнца и спектров химических элементов (18611862) и Лекции по математической физике (в четырёх томах, 18741894) сыграли большую образ в развитии теоретической физики.

Карьера Густава Кирхгофа во многом типична для немецкого физика XIX столетия. Германия позже своих западных соседей подошла к индустриальной революции и оттого сильнее нуждалась в передовых технологиях, которые способствовали бы ускоренному развитию промышленности. В результате ученые, в свое время всего естественники, ценились в Германии сильно приподнято. В год окончания университета Кирхгоф женился на дочери профессора, соблюдя, тем самым, как пишет единственный из его биографов, два обязательных условия успешной академической карьеры. Но ещё до этого, в возрасте двадцати одного года, он сформулировал основные законы для расчета токов и напряжений в электрических цепях, которые сейчас носят его имя.

Середина XIX века как раз стала временем активных исследований свойств электрических цепей, и результаты этих исследований одним духом находили практические применения. Базовые правила расчета простых цепей, такие как закон Ома, были уже довольно ладно проработаны. Проблема состояла в том, что из проводов и различных элементов электрических цепей технически уже позволительно было изготовлять крайне сложные и разветвленные сети но никто не знал, как смоделировать их математически, чтобы сделать расчет их свойства. Кирхгофу удалось сформулировать правила, позволяющие довольно несложно анализировать самые сложные цепи, и законы Кирхгофа до сих пор остаются важным рабочим инструментом специалистов в области электронной инженерии и электротехники.

Оба закона Кирхгофа формулируются довольно без затей и имеют понятную физическую интерпретацию. Первый закон гласит, что если разобрать каждый узел цепи (то есть точку разветвления, где сходятся три или больше проводов), то сумма поступающих в цепочка электрических токов будет равна сумме исходящих, что, вообще говоря, является следствием закона сохранения электрического заряда. Например, если вы имеете Т-образный узел электрической цепи и по двум проводам к нему поступают электрические токи, то по третьему проводу ток потечет в направлении от этого узла, и равен он будет сумме двух поступающих токов. Физический толк этого закона прост: если бы он не выполнялся, в узле непрерывно накапливался бы электрический заряд, а этого ни при каких обстоятельствах не происходит.

Второй закон не менее прост. Если мы имеем сложную, разветвленную цепочка, ее разрешается внутренне сокрушить на строй простых замкнутых контуров. Ток в цепи может различным образом распределяться по этим контурам, и сложнее всего установить, по какому как раз маршруту потекут токи в сложной цепи. В каждом из контуров электроны могут либо обретать дополнительную энергию (в частности, от батареи), либо лишаться ее (к примеру, на сопротивлении или ином элементе). Второй закон Кирхгофа гласит, что чистое приращение энергии электронов в любом замкнутом контуре цепи одинаково нулю. Этот закон ещё имеет простую физическую интерпретацию. Если бы это было не так, любой раз, проходя сквозь замкнутый контур, электроны приобретали или теряли бы энергию, и ток бы непрерывно возрастал или убывал. В первом случае позволительно было бы обрести бессрочный мотор, а это запрещено первым началом термодинамики; во втором любые токи в электрических цепях неизбежно затухали бы, а этого мы не наблюдаем.

Самое распространенное использование законов Кирхгофа мы наблюдаем в так называемых последовательных и параллельных цепях. В последовательной цепи (ослепительный образец эдакий цепи елочная гирлянда, состоящая из последовательно соединенных между собой лампочек) электроны от источника питания по серии проводов последовательно проходят посредством все лампочки, и на сопротивлении каждой из них натуга падает соответственно закону Ома.

В параллельной цепи провода, напротив, соединены таким образом, что на любой ингредиент цепи подается равное натуга от источника питания, а это означает, что в каждом элементе цепи мощь тока своя, в зависимости от его сопротивления. Пример параллельной цепи является ламп лесенкой: усилие подается на шины, а лампы смонтированы на поперечинах. Токи, проходящие сквозь любой узел таковый цепи, определяются по второму закону Кирхгофа.

Так же читайте биографии известных людей:

Роберт Малликен Robert Mulliken

Родился в семье Сэмюэла Парсонса Малликена, профессора органической химии в Массачусетском технологическом институте, и Кэтрин (Уилмарт) Малликен...
читать далее →

Роберт Милликен Robert Millikan

Роберт Милликен - выдающийся американский ученый, физик. Родился 22 марта 1868 года.Роберт Милликен является обладателем Нобелевской премии по..
читать далее →

Роберт Ховстедтер Robert Hovstedter

Американский физик Роберт Хофстедтер родился в Нью-Йорке. В семье торговца Луиса Хофстедтера и урожденной Генриетты Кенигсберг было четверо детей,..
читать далее →

Роберт Хук Robert Hooke

Английский естествоиспытатель. Родился 18 июля 1635 во Фрешуотере (графство Айл-оф-Уайт) в семье священника местной церкви.
читать далее →

Ваши комментарии

добавить комментарий