グスタフ・キルヒホフ：伝記、法律、貢献、作品 - 伝記 - 2025

グスタフ・キルヒホフ（1824-1887）は、1824年3月に当時東プロイセンで生まれたドイツの物理学者でした。彼の科学的なキャリアの中で、彼は電気、分光法、または黒体からの放射線の測定などの分野で重要な貢献をしました。

幼い頃から、キルヒホフは家族から大学教育に専念するように励まされました。高校では数学に適した条件を示したので、物理数学の分野ではありますが、その科目を選ぶことにしました。彼が研究を行ったケーニッヒベルクで、彼は彼の研究に影響を与えた重要な科学者と接触しました。

グスタフ・キルヒホフ-出典：パブリックドメイン下のスミソニアン図書館

キルヒホフは、大学での研究をまだ終えておらず、最初の作品のいくつかを発表しました。最も有名なのは、彼の名を冠した2組の法律です。1つは熱放射に特化していますが、最も重要なのは電気工学に関連する法律でした。

キルヒホフは、他の有名なセンターからオファーを受けたにもかかわらず、彼のキャリアのほとんどをハイデルベルク大学で過ごしました。彼は老後、健康状態がかなり不安定な状態でのみベルリンに移りました。それにもかかわらず、彼は1887年10月に死ぬまで活動を続けました。

バイオグラフィー

グスタフロバートキルヒホフは1824年10月12日、ケーニッヒベルク（当時の東プロイセンの首都）に生まれました。当時、この都市は知的な活動で知られており、「純粋な理由の街」と呼ばれていました。

彼の家族はプロイセン国家への献身で知られている弁護士だったので、彼の家族は地元のエリートに属していました。

グスタフの高い知的能力は、非常に若い頃から現れ始めました。さらに、彼の教育は彼の父によって指示されましたプロイセンに仕える義務を作りました。

当時、これらは公務員であったため、彼の専門的措置は大学教授になることに焦点を当てていましたが、これは父親が国の奉仕に彼のスキルを発揮したいという願望と一致していました。

教育

Kneiphof Instituteは、幼いグスタフが高校に通うために家族が選んだ場所です。そのセンターで彼は数学のための彼の良い条件を示し始めました、それは彼を彼の大学の研究をその主題に向けることに導きました。

キルヒホフは、故郷のアルベルトゥス大学の大学センターに入りました。この機関は、フランツノイマン（国の理論物理学の父と考えられている）とカールグスタフヤコブヤコビ（当時の最も著名な数学者の1人）によって確立された数理物理学のセミナーで知られていました。

将来の科学者は1843年から1846年の間にこのセミナーに出席しました。しかし、彼は病気のヤコビの教えを利用できませんでした。そのため、彼の訓練に最も影響を与えたのはネウムマンでした。

ノイマンはその日までに電気誘導に興味を持ち始め、1845年に誘導に関する彼の最初の2つの作品を発表しました。これにより、弟子としてのキルヒホフもその主題に注意を向け始めました。また、フリードリッヒジュールリシュロで数学を学びました。

最初の出版物

早くも1845年に、彼がまだ勉強していたときに、キルヒホッフは円板での電気の流れに関する研究を発表しました。この研究は後に彼の博士論文の基礎となるでしょう。

その同じ年に、彼は別の物理学者、ゲオルク・サイモン・オームによって提示された理論を参考にして、キルヒホッフの電気工学の法則として知られるものを定式化しました。

ベルリンへ移動

キルヒホフの法則の出版の最初の結果は、著者がパリで彼の訓練を続けるために奨学金を受け取ったことでした。しかし、当時のヨーロッパの状況は非常に緊張しており、特にプロイセンとフランスの間では、最終的に1870年に戦争に突入しました。

このため、キルヒホフはフランスの首都に移動するオプションを拒否しました。代わりに、彼はベルリンに定住し、ベルリンの大学でPrivatdozent（給与を受け取っていない教授）として働き始めました。

彼がこの活動を行っている間、科学者は彼の研究結果の発表を止めませんでした。これらの中で彼は、電流と静電電流の理論への彼の貢献を強調しました。

彼の次の目的地はブレスラウ（現在はヴロツワフと呼ばれています）で、そこで臨時教授に任命されました。

ハイデルベルク大学

キルシュホフのブレスラウでの滞在は、1851年から1852年までの1年間続きました。この間、物理学者は有名な化学者であるロバートブンゼンと友達になりました。

キルヒホフが街を離れてハイデルベルクで物理学の教師として働き始めることを確信したのはブンゼンでした。2人の友人の間のコラボレーションは非常に実り多いもので、ヘルマンフォンヘルムホルツによって組織された科学者のグループによって行われた会議で両方とも常連になりました。

グスタフ・キルヒホフは1857年にケーニヒスベルクの元数学教師の娘と結婚した。しかし、彼の妻であるクララリシェロットは1869年に亡くなり、科学者は共通していた5人の子供たちの世話をしました。1872年、科学者は今回はルイーズブロンメルと再婚しました。

その時、常に不安定であったキルヒホフの健康は悪化し、彼は車椅子を使うことを強いられ、それができないと松葉杖を使わざるを得なくなりました。

科学者の名声は高まり、多くの大学が彼に彼らのスタッフに加わる申し出を送りました。しかしキルヒホフはハイデルベルクに留まることを好んだ。

ベルリンに戻る

キルヒホフの健康状態はどんどん悪化しています。すぐに彼は彼の調査を確認するために必要な実験を行うことに困難を感じ始めました。ハイデルベルクを離れたくないという彼の願いにもかかわらず、彼は最終的にベルリン大学から物理学数学の議長を務めるという申し出を受け入れることにしました。

キルヒホフは1875年に彼の新しいポストに加わり、教育の任務に加えて、理論的研究を続けました。その結果は、彼の最も有名な論文の1つでした。フォレスンゲンユーバーマテマティシェンフィジークは、すでにベルリンの教授職を離れたときに4巻で出版されました。

63歳のとき、グスタフキルヒホフは1887年10月17日にベルリンで亡くなりました。

キルヒホッフの法則

キルヒホッフの法則は、電気回路と熱放射に関する2つのグループの法則です。

最もよく知られているのは電気工学に関するものですが、両方の法律のセットはその作者にちなんで命名されています。

キルヒホフの分光法則3つ

科学者は、白熱物体による光の放出がどのように動作するかを説明する一連の法則を開発しました。

1-高温の固体オブジェクトは、連続スペクトルで光を生成します。

2-希薄ガスは、ガスの化学組成に依存する離散波長でスペクトル線を持つ光を生成します。

3-低温の希薄なガスに囲まれた高温の固体オブジェクトは、位置がガスの化学組成に依存する離散的な波長にギャップがある連続スペクトルの光を生成します。

キルヒホフの分光法に関する3つの法則は、後に、量子力学の出現の基礎となりました。

キルヒホフの電気工学の法則

述べたように、キルヒホフによって策定された一連の電気に関する法律は、科学への彼の​​最も関連する貢献でした。これを行うために、彼はGeorg Simon Ohmによる以前の作品を利用しました。

これらの法律はすぐに回路分析の基本的なツールになりました。非常に要約すると、その拡張により、電流の強度だけでなく、電気回路内の特定のポイントでの電位差も測定できます。

-キルヒホッフの第1法則またはノードに対応する法則：「どのノードでも、流入する電流の代数的合計は、流出する電流の合計と同じです。等価として、ノードを通過するすべての電流の代数の合計はゼロに等しくなります "

-キルヒホッフの第2法則またはメッシュに対応する法則：「ネットワークの閉回路では、そのコンポーネントの電圧降下のセットの合計は供給電圧の合計に等しいため、代数的合計メッシュの潜在的な差異はゼロです。」

貢献

キルヒホフは、彼の名を冠した法律とは別に、実用的および理論的の両方で、科学により多くの貢献をしました。したがって、彼は他の研究分野の中でも特に、電気、プレート理論、光学、分光法に関する知識の向上に尽力しました。

同様に、彼は熱伝導がどのように発生するかについてさまざまな調査を行い、太陽や星雲などの天体のスペクトルを測定しようとしました。後者は、彼が空間アトラスを作成し、光の吸収とその放出の関係を実証するのに役立ちました。

キルヒホフ回折式

キルヒホフは、1818年にフレネルによって提示された回折理論を使用して、光波が小さな開口部を通過するときの光の振る舞いを説明する式を開発しました。

分光器と新しい分光分析技術

前述のように、ハイデルベルク大学での滞在中のグスタフキルヒホフとロバートブンセンのコラボレーションは非常に実り多いものでした。両方の科学者は分光分析のための先駆的な技術を試みました。実際には、これにより、ルビジウムとセシウムという2つの新しい化学元素を発見することができました。

これらの発見をするために、2人の研究者は新しい器械、現代の分光器を作らなければなりませんでした。異なる波長のスケールの下部に炎を投影します。したがって、彼らは光がそのスペクトルに分解するときに現れるスペクトル線を見つけることができました。

太陽のスペクトル構成

キルヒホフのもう1つの調査は、私たちの星である太陽のスペクトル組成を測定しようとすることでした。

この研究により、光があらゆる種類のガスを通過するときに、以前に加熱された場合と同様に、光がその波長を吸収することがわかりました。このプロパティは、フラウンホーファーラインに命名されました。

キルヒホフは、得られた知識を、太陽スペクトルに存在する暗い線の説明として使用し、太陽光が炎を通過するときに強くなるようにしました。この研究の結果、キルヒホッフ・クラウシウス排出法が公布され、天文学の分野で新たな段階が始まりました。

科学者は1861年に得られた結果を使用して、太陽、地球の地殻で発生するマグネシウム、亜鉛、ナトリウム、銅などの元素の存在を確認しました。

最終的に、これらの研究は彼が太陽スペクトルの地図を作成するのを助けました。地図は4色で印刷され、ベルリン科学アカデミーから委託されました。

弾性板変形

科学者はまた、弾性板とその変形に関連するいくつかの問題を解決するために彼の時間の一部を費やしました。

この主題に関する最初の理論は、ソフィージャーマンとシメオンデニスポアソンによって公開され、後にクロードルイナビエによって完成されました。微分計算を使用したキルヒホフの仕事は、まだ解決されていない質問に答えることでした。

作品と出版物

グスタフ・キルヒホフは、単独で、または他の同僚と協力して、いくつかの科学研究の著者でした。

最も重要なのは、化学元素とそのスペクトルに特化したものです。Untersuchungenüberdas Sonnenspektrum und die Spektren chemischer Elementen（1861-1863）。数学物理学に関する彼の4巻、Vorlesungenübermathematischen Physik（1876-1894）、およびGesammelte Abhandlungen。

賞と栄誉

グスタフ・キルヒホフの科学への貢献は、当時の多くの機関から認められました。彼をメンバーに指名した人々の中には、王立協会、アメリカ芸術科学アカデミー、ロシア科学アカデミー、およびプロイセン科学アカデミーがありました。

さらに、科学者は彼の研究が認められ、次の賞と賞も受賞しました。

-科学と芸術の功労勲章。

-ラムフォードメダル。

-科学と芸術のためのマクシミリアンのバイエルン会。

-Matteucciメダル。

-デービーメダル。

彼の死後、彼はヤンセンメダルも受け取り、月のクレーターと小惑星は彼の姓で洗礼を受けました。

参考文献

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