GUSTAV KIRCHHOFF: TIỂU SỬ, LUẬT, ĐÓNG GÓP, CÔNG TRÌNH - TIỂU SỬ - 2026

Gustav Kirchhoff (1824-1887) là một nhà vật lý người Đức sinh vào tháng 3 năm 1824 tại Đông Phổ lúc bấy giờ. Trong sự nghiệp khoa học của mình, ông đã có những đóng góp quan trọng trong các lĩnh vực như điện, quang phổ hay đo bức xạ từ vật đen.

Ngay từ khi còn rất nhỏ, Kirchhoff đã được gia đình khuyến khích cống hiến cho công việc giảng dạy đại học. Kể từ khi ở trường trung học, anh ấy đã cho thấy điều kiện tốt của mình đối với toán học, anh ấy quyết định chọn môn học đó, mặc dù thuộc ngành toán học vật lý. Tại Königberg, nơi ông theo học, ông đã tiếp xúc với các nhà khoa học quan trọng có ảnh hưởng đến nghiên cứu của ông.

Gustav Kirchhoff - Nguồn: Smithsonian Libraries thuộc Public Domain

Khi chưa học xong đại học, Kirchhoff đã trình bày một số tác phẩm đầu tiên của mình. Trong đó nổi bật nhất là hai bộ luật mang tên ông. Một là dành riêng cho bức xạ nhiệt, mặc dù quan trọng nhất là các định luật liên quan đến kỹ thuật điện.

Kirchhoff dành phần lớn sự nghiệp của mình tại Đại học Heidelberg, mặc dù nhận được lời mời từ các trung tâm nổi tiếng hơn. Chỉ khi về già và tình trạng sức khỏe khá bấp bênh, ông mới chuyển đến Berlin. Mặc dù vậy, ông vẫn hoạt động cho đến khi qua đời, vào tháng 10 năm 1887.

Tiểu sử

Gustav Robert Kirchhoff sinh ra ở Königberg (khi đó là thủ đô của Đông Phổ) vào ngày 12 tháng 10 năm 1824. Vào thời điểm đó, thành phố này được biết đến với hoạt động trí tuệ, đến mức nó được đặt biệt danh là "Thành phố của lý trí thuần túy."

Gia đình ông thuộc tầng lớp thượng lưu địa phương, vì cha ông là một luật sư nổi tiếng với sự tận tâm của ông đối với nhà nước Phổ.

Khả năng trí tuệ cao của Gustav bắt đầu bộc lộ từ khi còn rất nhỏ. Ngoài ra, việc học hành của ông được hướng dẫn bởi cha ông đã thực hiện nghĩa vụ phục vụ Phổ.

Cả hai yếu tố khiến các bước chuyên môn của anh ấy được tập trung vào việc trở thành một giáo sư đại học, vì vào thời điểm đó, đây là những viên chức nhà nước, điều này trùng hợp với mong muốn của cha anh ấy là anh ấy sẽ cống hiến các kỹ năng của mình cho đất nước của mình.

Giáo dục

Viện Kneiphof là nơi được gia đình ông chọn cho cậu bé Gustav theo học trung học. Ở trung tâm đó, anh bắt đầu bộc lộ những điều kiện tốt của mình đối với môn Toán, điều này khiến anh định hướng học đại học theo hướng môn học đó.

Kirchhoff vào trung tâm đại học ở quê nhà, Đại học Albertus. Học viện này được biết đến với hội thảo về vật lý toán học do Franz Neumann (được coi là cha đẻ của vật lý lý thuyết trong nước) và Carl Gustav Jakob Jacobi (một trong những nhà toán học lỗi lạc nhất thời đó) thành lập.

Nhà khoa học tương lai đã tham dự hội thảo này từ năm 1843 đến năm 1846. Tuy nhiên, ông không thể tận dụng những lời dạy của Jacobi, người đang bị bệnh, và vì lý do này, Neumman là người có ảnh hưởng lớn nhất đến việc đào tạo của ông.

Neumann bắt đầu quan tâm đến cảm ứng điện vào ngày đó và đã xuất bản hai công trình đầu tiên của mình về cảm ứng vào năm 1845. Điều này khiến Kirchhoff, với tư cách là một đệ tử của ông, cũng bắt đầu chú ý đến chủ đề đó. Bên cạnh đó, ông cũng học toán với Friedrich Jules Richelot.

Ấn phẩm đầu tiên

Ngay từ năm 1845, khi ông còn đang học, Kirchhoff đã trình bày một công trình về dòng điện trong một tấm hình tròn. Nghiên cứu này sau đó sẽ là cơ sở cho luận án tiến sĩ của ông.

Cùng năm đó, ông lấy lý thuyết do một nhà vật lý khác, Georg Simon Ohm, đưa ra làm tài liệu tham khảo, để hình thành cái được gọi là Định luật Kirchhoff về kỹ thuật điện.

Chuyển đến Berlin

Hệ quả đầu tiên của việc xuất bản Quy luật Kirchhoff là tác giả nhận được học bổng để tiếp tục đào tạo tại Paris. Tuy nhiên, tình hình châu Âu lúc đó rất căng thẳng, đặc biệt là giữa Phổ và Pháp, cuối cùng sẽ nổ ra chiến tranh vào năm 1870.

Vì lý do này, Kirchhoff đã từ chối lựa chọn chuyển đến thủ đô của Pháp. Thay vào đó, ông định cư ở Berlin, nơi ông bắt đầu làm việc với tư cách là một Privatdozent (một giáo sư không nhận lương) tại Đại học của thành phố đó.

Trong suốt thời gian thực hiện hoạt động này, nhà khoa học đã không ngừng công bố kết quả nghiên cứu của mình. Trong số này, ông nêu bật đóng góp của mình cho lý thuyết về dòng điện và dòng tĩnh điện.

Điểm đến tiếp theo của ông là Breslau (bây giờ được gọi là Wroclaw), nơi ông được bổ nhiệm làm Giáo sư đặc biệt.

Đại học Heidelberg

Thời gian ở Breslau của Kirchhoff kéo dài một năm, từ 1851 đến 1852. Trong thời gian này, nhà vật lý kết bạn với Robert Bunsen, một nhà hóa học nổi tiếng.

Chính Bunsen là người thuyết phục Kirchhoff rời thành phố để bắt đầu làm giáo viên vật lý ở Heidelberg. Sự hợp tác giữa hai người bạn rất có kết quả và cả hai đều trở thành những người thường xuyên tham gia các cuộc họp do một nhóm các nhà khoa học do Hermann von Helmholtz tổ chức.

Gustav Kirchhoff kết hôn năm 1857 với con gái của giáo viên toán học cũ của ông tại Konigsberg. Tuy nhiên, vợ ông, Clara Richelot, đã qua đời vào năm 1869, để lại nhà khoa học một mình chăm sóc 5 đứa con chung mà họ có. Năm 1872, nhà khoa học tái hôn với Luise Brömmel.

Vào thời điểm đó, sức khỏe của Kirchhoff, vốn luôn bấp bênh, ngày càng xấu đi và anh buộc phải sử dụng xe lăn hoặc đi nạng.

Danh tiếng của nhà khoa học ngày càng tăng và nhiều trường đại học đã gửi lời đề nghị gia nhập đội ngũ nhân viên của ông. Tuy nhiên, Kirchhoff thích ở lại Heidelberg hơn.

Quay lại Berlin

Tình trạng sức khỏe của Kirchhoff ngày một xấu đi. Ngay sau đó anh ta bắt đầu gặp khó khăn khi tiến hành các thí nghiệm cần thiết để xác nhận các cuộc điều tra của mình. Dù mong muốn không rời bỏ Heidelberg, cuối cùng ông vẫn quyết định chấp nhận lời đề nghị từ Đại học Berlin để đảm nhận vị trí chủ nhiệm bộ môn vật lý-toán học.

Kirchhoff tham gia vị trí mới của mình vào năm 1875 và ngoài nhiệm vụ giảng dạy, ông tiếp tục nghiên cứu lý thuyết. Kết quả là một trong những luận thuyết nổi tiếng nhất của ông: Vorlesungen über mathematischen Physik, được xuất bản thành bốn tập khi ông đã rời chức giáo sư Berlin.

Ở tuổi 63, Gustav Kirchhoff qua đời tại Berlin vào ngày 17 tháng 10 năm 1887.

Định luật Kirchhoff

Định luật Kirchhoff là hai nhóm định luật về mạch điện và sự phát xạ nhiệt.

Cả hai bộ luật đều được đặt tên theo tác giả của chúng, mặc dù bộ luật được biết đến nhiều nhất là những bộ luật liên quan đến kỹ thuật điện.

Ba định luật quang phổ của Kirchhoff

Nhà khoa học đã phát triển một bộ định luật để mô tả cách thức hoạt động của sự phát xạ ánh sáng của các vật thể nóng sáng:

1- Vật rắn nóng tạo ra ánh sáng trong quang phổ liên tục.

2- Một chất khí linh hoạt tạo ra ánh sáng có các vạch quang phổ ở bước sóng rời rạc phụ thuộc vào thành phần hóa học của chất khí đó.

3- Một vật rắn ở nhiệt độ cao được bao bọc bởi một chất khí lỏng lẻo ở nhiệt độ thấp hơn tạo ra ánh sáng trong quang phổ liên tục với các khe hở ở bước sóng rời rạc mà vị trí của chúng phụ thuộc vào thành phần hóa học của chất khí.

Ba định luật về quang phổ của Kirchhoff sau này là cơ sở cho sự xuất hiện của cơ học lượng tử.

Kirchhoff's Laws of Electrical Engineering

Như đã lưu ý, bộ luật về điện do Kirchhoff xây dựng là đóng góp phù hợp nhất của ông cho khoa học. Để làm được điều này, anh ấy đã dựa trên tác phẩm trước đó của Georg Simon Ohm.

Những định luật này sớm trở thành công cụ cơ bản để phân tích mạch. Nói một cách tóm tắt, phần mở rộng của nó cho phép đo cường độ dòng điện, cũng như hiệu điện thế tại một điểm nhất định trong mạch điện.

- Định luật thứ nhất hoặc Định luật Kirchhoff tương ứng với các nút: “Trong bất kỳ nút nào, tổng đại số của các dòng điện đi vào bằng tổng các dòng đi ra. Tương đương, tổng đại số của tất cả các dòng điện đi qua nút bằng 0 "

- Định luật thứ hai hoặc định luật Kirchhoff tương ứng với các mắt lưới: “trong một mạch kín của mạng, tổng của tập hợp các điện áp rơi trong các thành phần của nó bằng tổng của điện áp được cung cấp và do đó, tổng đại số của sự khác biệt tiềm năng trong một lưới bằng không. "

Đóng góp

Ngoài những định luật mang tên mình, Kirchhoff còn có nhiều đóng góp hơn nữa cho khoa học, cả về thực tiễn và lý thuyết. Vì vậy, ông đã nỗ lực hết mình để nâng cao kiến ​​thức về điện, lý thuyết tấm, quang học và quang phổ, cùng các lĩnh vực nghiên cứu khác.

Tương tự như vậy, ông đã thực hiện nhiều cuộc điều tra về cách thức dẫn nhiệt xảy ra và cố gắng đo quang phổ của các thiên thể, bao gồm cả mặt trời và tinh vân. Sau này đã giúp ông tạo ra một tập bản đồ không gian và chứng minh mối quan hệ giữa sự hấp thụ ánh sáng và sự phát xạ của nó.

Công thức nhiễu xạ Kirchhoff

Kirchhof đã sử dụng lý thuyết nhiễu xạ do Fresnel trình bày năm 1818 để phát triển một công thức mô tả cách sóng ánh sáng hoạt động khi chúng đi qua một khẩu độ nhỏ.

Máy quang phổ và các kỹ thuật phân tích quang phổ mới

Như đã lưu ý, sự hợp tác giữa Gustav Kirchhoff và Robert Bunsen trong thời gian họ ở Đại học Heidelberg đã rất hiệu quả. Cả hai nhà khoa học đã thử các kỹ thuật tiên phong để phân tích quang phổ. Trong thực tế, điều này cho phép họ phát hiện ra hai nguyên tố hóa học mới: rubidi và xêzi.

Để thực hiện những khám phá này, hai nhà nghiên cứu đã phải chế tạo một công cụ mới: máy quang phổ hiện đại. Nó chiếu một ngọn lửa xuống đáy của một thang có bước sóng khác nhau. Do đó, họ có thể xác định được các vạch quang phổ, xuất hiện khi ánh sáng phá vỡ quang phổ của nó.

Thành phần quang phổ của Mặt trời

Một trong những cuộc điều tra khác của Kirchhoff là cố gắng đo thành phần quang phổ của ngôi sao của chúng ta, Mặt trời.

Nghiên cứu này cho phép ông phát hiện ra rằng khi ánh sáng đi qua bất kỳ loại khí nào, nó sẽ hấp thụ các bước sóng của nó, giống như nếu trước đó nó bị đốt nóng. Tài sản này được đặt tên là dòng Fraunhofer.

Kirchhoff đã sử dụng kiến ​​thức thu được để giải thích cho các vạch tối hiện diện trong quang phổ mặt trời và chúng tăng cường khi ánh sáng mặt trời đi qua ngọn lửa. Kết quả của nghiên cứu này là việc ban hành Luật phát xạ Kirchhoff-Clausius và đây là sự khởi đầu của một giai đoạn mới trong lĩnh vực thiên văn học.

Nhà khoa học đã sử dụng kết quả thu được để xác định, vào năm 1861, sự hiện diện của các nguyên tố như magiê, kẽm, natri hoặc đồng trong lớp vỏ Trái Đất trong Mặt Trời.

Cuối cùng, những nghiên cứu này đã giúp ông tạo ra một bản đồ của quang phổ mặt trời. Bản đồ được in bốn màu do Viện Hàn lâm Khoa học Berlin ủy quyền.

Biến dạng tấm đàn hồi

Nhà khoa học cũng dành một phần thời gian để giải quyết một số vấn đề liên quan đến các tấm đàn hồi và sự biến dạng của chúng.

Lý thuyết đầu tiên về chủ đề này đã được Sophie Germain và Siméon Denis Poisson xuất bản và sau đó được hoàn thiện bởi Claude-Louis Navier. Công việc của Kirchhoff, sử dụng phép tính vi phân, là trả lời các câu hỏi vẫn chưa được giải đáp.

Tác phẩm và ấn phẩm

Gustav Kirchhoff là tác giả, một mình hoặc phối hợp với các đồng nghiệp khác, của một số công trình khoa học.

Trong số những người quan trọng nhất là người dành cho các nguyên tố hóa học và quang phổ của chúng, Untersuchungen über das Sonnenspektrum und die Spektren chemischer Elementen (1861-1863); bốn tập của ông về vật lý toán học, Vorlesungen über mathematischen Physik (1876-1894), và Gesammelte Abhandlungen.

Giải thưởng và danh dự

Những đóng góp của Gustav Kirchhoff cho khoa học đã được công nhận bởi một số lượng lớn các tổ chức cùng thời với ông. Trong số những người đặt tên cho ông là thành viên có Hiệp hội Hoàng gia, Viện Hàn lâm Khoa học và Nghệ thuật Hoa Kỳ, Viện Hàn lâm Khoa học Nga, và Viện Hàn lâm Khoa học Phổ.

Ngoài ra, nhà khoa học cũng nhận được các giải thưởng và giải thưởng sau đây để ghi nhận công trình của mình.

- Huân chương Bằng khen Khoa học và Nghệ thuật.

- Huân chương Rumford.

- Bavaria Order of Maximilian for Science and the Arts.

- Huân chương Matteucci.

- Huân chương Davy.

Sau khi qua đời, ông cũng nhận được huy chương Jansen và một miệng núi lửa Mặt Trăng và một tiểu hành tinh đã được rửa tội với họ của ông.

Người giới thiệu

1. Tiểu sử và Cuộc đời. Gustav Kirchhoff. Lấy từ biografiasyvidas.com
2. McAllister, Willy. Các định luật Kirchhoff. Được khôi phục từ es.khanacademy.org
3. EcuRed. Gustav Kirchhoff. Thu được từ ecured.cu
4. Các biên tập viên của Encyclopaedia Britannica. Gustav Kirchhoff. Lấy từ britannica.com
5. Các nhà khoa học nổi tiếng. Gustav Kirchhoff. Được lấy từ danh sách các nhà khoa học nổi tiếng.org
6. Bách khoa toàn thư thế giới mới. Gustav Kirchhoff. Lấy từ newworldencyclopedia.org
7. Viện Lịch sử Khoa học. Robert Bunsen và Gustav Kirchhoff. Lấy từ Sciencehistory.org
8. Robertson, EF; O'Connor, JJ Gustav Robert Kirchhoff. Lấy từ groups.dcs.st-and.ac.uk