O Prêmio Bunsen-Kirchhoff de espectroscopia leva o nome de Kirchhoff e de seu colega Robert Bunsen..
Biografia
Gustav Robert Kirchhoff nasceu em 12 de março de 1824 em Königsberg, Prússia, filho de Friedrich Kirchhoff, um advogado, e de Johanna Henriette Wittke. Sua família era luterana na Igreja Evangélica da Prússia.
Em 1847, Kirchhoff graduou-se pela Universidade de Königsberg e tornou-se um Privatdozent (leitor não remunerado) na Universidade de Berlim, onde permaneceu até 1850, quando recebeu uma oferta de cátedra na Universidade de Breslávia. Em 1854, foi chamado para a Universidade de Heidelberg, onde colaborou com Robert Bunsen em trabalhos espectroscópicos. Em 1875, Kirchhoff retornou a Berlim, onde permaneceu até sua morte em 1887.
Em 1857, Kirchhoff casou-se com Clara Richelot, filha de seu professor de matemática Richelot; o casal teve cinco filhos. Em 1872, após a morte de Clara em 1869, ele se casou com Luise Brömmel.
Kirchhoff morreu em 17 de outubro de 1887 em Berlim, aos 63 anos. Ele está enterrado no Alter St.-Matthäus-Kirchhof, em Schöneberg, Berlim (a poucos metros dos túmulos dos Irmãos Grimm).
Em 1850, o artigo de Kirchhoff "Über das Gleichgewicht und die Bewegung einer elastischen Scheibe" resolveu uma falha técnica específica que assombrava a teoria das placas desde o trabalho original de Germain: o problema das condições de contorno.
Em 1857, Kirchhoff calculou que um sinal elétrico em um fio sem resistência viaja ao longo do fio à velocidade da luz.
Kirchhoff contribuiu grandemente para o campo da espectroscopia ao formalizar três leis que descrevem a composição espectral da luz emitida por objetos incandescentes, baseando-se substancialmente nas descobertas de David Alter e Anders Jonas Ångström. Em 1862, recebeu a Medalha Rumford "por suas pesquisas sobre as linhas fixas do espectro solar e sobre a inversão das linhas brilhantes nos espectros da luz artificial".
Kirchhoff também contribuiu para a óptica, resolvendo cuidadosamente a equação de onda para fornecer uma base sólida ao princípio de Huygens (e corrigi-lo no processo).
Teoria das placas de Kirchhoff
A equação biharmônica de placas é de quarta ordem, então matematicamente precisamos de duas condições de contorno por borda para obter um problema bem posto. Mas derivações ingênuas forneciam três condições por borda — um sistema sobredeterminado e inconsistente. Isso tornava as teorias de placas anteriores de Germain, Poisson e outros internamente inconsistentes ou erradas na borda, embora a equação interior estivesse basicamente correta. Kirchhoff forneceu a primeira fundamentação matemática rigorosa exatamente para as condições de contorno de borda livre que as placas de Chladni reais têm.
Kirchhoff mostrou, usando o cálculo de variações aplicado à energia de deformação da placa, que o momento de torção ao longo de uma borda é estaticamente equivalente a uma distribuição de forças cortantes verticais (por meio da noção anterior de Kelvin de que um binário de torção pode ser substituído por uma força transversal equivalente). Isso tornou o problema de autovalor biharmônico de placas bem posto — um problema de valor de contorno de quarta ordem solúvel e único, compatível com a ordem da EDP governante. É essencialmente a origem do uso de métodos de energia/variacionais para derivar tanto a equação governante quanto suas condições de contorno juntas e de forma consistente — uma técnica que se tornou padrão muito além da teoria das placas. É por isso que a teoria padrão de placas finas hoje é chamada de Teoria das placas de Kirchhoff-Love (Love a estendeu para cascas mais tarde, em 1888).
A primeira lei de Kirchhoff afirma que, em qualquer nó de um circuito elétrico onde a corrente pode se ramificar, a soma das correntes que saem do nó é igual à soma das correntes que entram no nó. A segunda lei afirma que a soma algébrica das quedas de potencial ao longo de um circuito fechado, tomada em qualquer sentido de percurso, é igual a zero.
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:
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A integração desta equação permite avaliar o calor de reação em uma temperatura a partir de medições em outra temperatura.
↑O banqueiro de Kirchhoff, ao ouvir que Kirchhoff havia identificado os elementos presentes no Sol, comentou "de que serve ouro no Sol se não pode ser trazido à Terra?" Kirchhoff depositou seu dinheiro do prêmio (soberanos de ouro) com o banqueiro, dizendo "aqui está ouro do Sol."
↑Kirchhoff, G. (1850). "Über das Gleichgewicht und die Bewegung einer elastischen Scheibe." Journal für die reine und angewandte Mathematik, 40, 51–88.
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Kirchhoff, Gustav (1857). «On the motion of electricity in wires». Philosophical Magazine. 13: 393–412
↑Asimov, Isaac, The Secret of the Universe, Oxford University Press, 1992, p. 109
↑Baker, Bevan B.; and Copson, Edward T.; The Mathematical Theory of Huygens' Principle, Oxford University Press, 1939, pp. 36–38.
↑Miller, David A. B.; "Huygens's wave propagation principle corrected", Optics Letters 16, 1370–1372, 1991
12Todhunter, I. & Pearson, K. (1886). A History of the Theory of Elasticity, Vol. 1, Cambridge University Press — relato histórico da controvérsia das condições de contorno desde Germain/Poisson até Kirchhoff.
↑Love, A.E.H. (1888). "The small free vibrations and deformation of a thin elastic shell." Phil. Trans. R. Soc. A, 179.
Stepanov, B. I. (1977). «Gustav Robert Kirchhoff (on the ninetieth anniversary of his death)». Journal of Applied Spectroscopy. 27 (3): 1099. Bibcode:1977JApSp..27.1099S. doi:10.1007/BF00625887
Kirchhoff, Gustav (1860). “IV. Ueber das Verhältniß zwischen dem Emissionsvermögen und dem Absorptionsvermögen der Körper für Wärme und Licht,” Annalen der Physik 185(2), 275–301. (cunhagem do termo “corpo negro”) [On the relationship between the emissivity and the absorptivity of bodies for heat and light]
Klaus Hentschel: Gustav Robert Kirchhoff und seine Zusammenarbeit mit Robert Wilhelm Bunsen, in: Karl von Meyenn (Hrsg.) Die Grossen Physiker, Munich: Beck, vol. 1 (1997), pp.416–430, 475–477, 532–534.
