Ero sivun ”Gustav Kirchhoff” versioiden välillä

[[KuvaTiedosto:Gustav Robert Kirchhoff.jpg|thumb|Gustav Robert Kirchhoff.]]

'''Gustav Robert Kirchhoff ''' ([[12.3. maaliskuuta]] [[1824]] Königsberg – [[17.10. lokakuuta]] [[1887]] Berliini) oli [[Preussi|preussilainenpreussi]]lainen [[fysiikka|fyysikko]], joka tunnetaan erityisesti sähköpiirien [[sähkövirta|virran]] jakautumista ja [[Sähköinen potentiaali|potentiaalia]] koskevista laeistaan.

Kirchhoff syntyi [[Preussi|Preussin]]n [[Königsberg|Königsbergissä]]issä 12. maaliskuuta 1824. Hänen isänsä oli königsbergiläinen lakineuvoja Friedrich Kirchhoff ja hänen äitinsä Johanna Henriette Wittke. Perhe oli osa Königsbergin kukoistavaa [[älymystö|älymystöä]]ä. Jo nuorena Gustavin annettiin ymmärtää, että hänen tehtävänsä olisi palvella Preussin kuningaskuntaa. Yliopisto[[professori|professoritYliopistoprofessorit]] olivat tuolloin Preussissa virkamiehiä ja hänen vanhempansa kokivat, että oikea paikka Gustaville olisi akateeminen maailma. Ottaen huomioon hänen akateemisuutta ilmentävä kykynsä koulussa, Gustavin ura olikin luontevaa jatkumoa tämän opiskeluille. Nuori Kirchhoff opiskeli Königsbergissä Kneiphof Gymnasiumissa ja jatkoi opintojaan [[Albertus-yliopisto|Königsbergin Albertus-yliopistossa]], jossa 18-vuotiaana Kirchhoff tuli 18-vuotiaana siihen tulokseen, että fysiikka olisi hänen alansa; tiede kehittyi vauhdilla tuohon aikaan vauhdilla ja Kirchhoffilla oli vahvoja taipumuksia matemaattiseen ajatteluun. [[matematiikka|Matematiikkaa]]a hänelle opetti Friedrich Julius Richelott ja fysiikkaa Neuman, jonka opetuksen myötä matemaattisesti lahjakas Kirchhoff kiinnostui matematiikasta entisestään.

Vuonna 1845 vielä opiskellessaan Königsbergissä Kirchhoff julkaisi ohuiden, erityisesti pyöreiden, levyjen sähkönjohtamiskyvystä artikkelin. Siinä hän esitteli kaksi tärkeää teoreemaansa, jotka nykyään tunnetaan [[Kirchhoffin piirilait|Kirchhoffin lakeina]]. Nämä lait mahdollistivat monimutkaisempien sähköpiirien sähkövirtojen, jännitteiden ja resistanssien laskemisen. Lait seurasivat [[Ohmin lait|Ohmin laeista]], mutta Kirchhoff osoitti ilmiömäistä matemaattista taitoa tavalla, jolla hän yleisti asian. Tässä vaiheessa hän ei ollut tietoinen Ohmin lämmön virtauksen ja sähkön virtauksen välisestä analogiasta, mikä johti väärään käsitykseen sähkövirroista. Koska lämpöä ei siirtynyt aineeseen tasaisessa lämmössä, uskottiin, että [[tasavirta|tasavirtaa]]a ei voi olla johtimessa. Kirchhoff ymmärsi lopulta tämän virheen ja esitti, kuinka sähkövirtojen ja elektrostatiikan teoriat tulisi yhdistää.

4. syyskuuta Kirchhoff valmistui Königsbergin yliopistosta ja muutti [[Berliini|Berliiniin]]in myöhemmin samana vuonna. Hän ajoitti muuttamisensa huonosti, sillä työttömyys ja katovuodet olivat aiheuttaneet tyytymättömyyteen ja levottomuuksiin. Saksan liiton valtioissa oli lukuisia vallankumouksia, ja Ranskan viimeisen kuninkaan [[Ludvig Filip I|Ludvig Filip I:n]] syökseminen vallasta [[Euroopan hullu vuosi|Euroopan hulluna vuonna]] 1848 lisäsi levottomuuksien määrää Saksan liitossa. Keväällä 1848 Kirchhoffin kuitenkin onnistui aloittaa ammattilaisuransa ''Privat-Docentina'', sillä ympäröivän maailman tapahtumilla ei juurikaan ollut vaikutusta häneen. Berliinissä Kirchhoff opetti palkattomasti 1848–1850 samalla korjaten yleistetyn käsityksen sähkövirroista ja elektrostatiikasta. Berliinistä hän lähti [[Breslau|Breslaun]] kaupunkiin (nyk. Wrocvuonna[[Wrocław]]) vuonna 1850, jolloin hän ratkaisi elastisten levyjen muodonmuutoksen ongelman. Teorian alkuperäisen muodon olivat kehittäneet ranskalaiset [[Sophie Germain]] ja [[Siméon Denis Poisson|Simeón Denis Poisson]], mutta yhtä lailla ranskalainen [[Claude-Louis Navier]] oli keksinyt oikeat [[differentiaaliyhtälötdifferentiaaliyhtälö]]t pari vuotta myöhemmin. Ongelmat säilyivät, mutta Kirchhoff onnistui raktaisemaan ne käyttämällä [[variaatiolaskenta|variaatiolaskentaa]]a. Breslaussa Kirchhoff tapasi [[Robert Bunsen|Robert Bunsenin]]in 1851 ja ystävystyi hänen kanssaan. Vuonna 1854 [[Heidelberg|Heidelbergissä]]issä työskentelevä Bunsen rohkaisi Kirchhoffia muuttamaan sinne, ja Kirchhoff hyväksyikin fysiikan professuurin sieltä. Kaksikko aloitti hedelmällisen yhteistyön. Vuonna 1861 he tarkkailivat Auringon [[spektri|spektriä]]ä ja pystyivät tunnistamaan Auringon ilmakehän alkuaineet. He löysivät myös kaksi uutta alkuainetta, [[cesium|cesiumin]]in ja [[rubidium|rubidiumin]]in. Kirchhoffin selitys siitä, että Auringon emissiospektrin mustat viivat johtuvat absorptiosta tietyillä aallonpituuksilla valon kulkiessa ilmakehän kaasujen läpi, on kenties tunnetuin. Tämä havainto aloitti [[tähtitiede|tähtitieteessä]] uuden aikakauden. Vuonna 1857 Kirchhoff menin naimisiin entisen matematiikan professorinsa [[Friedrich Richelot|Friedrich Richelotin]]in tyttären [[Clara Richelot|Clara Richelotin]]in kanssa. Merkittävistä saavutuksistaan huolimatta Kirchhoff ei ollut ainoa sähkövirtojen parissa työskentelevä tutkija. [[Wilhelm Eduard Weber|Wilhelm Weber]] ja [[Rudolf Kohlrauch]] työskentelivät myös samanlaisten sähkövirtojen luonteen parissa ja julkaisivat samantyylisiä tuloksia kuin Kirchhoff 1857 liittyen sähkövirran nopeuteen erittäin hyvin johtavassa johtimessa. Sekä Kirchhoff että Weber havaitsivat, että nopeus oli riippuvainen johtimen luonteesta ja oli miltei yhtä suuri kuin [[valonnopeus]]. Molemmat kuitenkin olettivat tämän olevan vain sattumaa eivätkä ottaneet sitä askelta, minkä [[James Clerk Maxwell|Maxwell]] otti viisi vuotta myöhemmin esittäessään, että valo on sähkömagneettinen ilmiö. Kirchhoffin merkitys on olennaista myös [[Kvanttifysiikka|kvanttifysiikan]] näkökulmasta: hän julkaisi vuonna 1862 perusteet [[Mustanmustan kappaleen säteily|mustan kappaleen säteilylle]]lle. [[Fraunhofer]] oli tarkkaillut liekkien spektrien kirkkaita viivoja ja havainnut, että ne ilmenevät samankailtaisella taajuudella kuin tietyt mustat viivat Auringon spektrissä. Hän kuitenkin olisi tarvinnut aineiden puhtaita muotoja, sillä epäpuhtaudet aiheuttivat ylimääräisiä viivoja spektriin. Kirchhoff teki asiassa läpimurron onnistuessaan tuottaa puhtaampia aineita. Vuonna 1859 hänen onnistui havaita, että kullakin alkuaineella oli yksilöllinen spektri. Hän esitteli säteilylakinsa, jonka mukaan kullakin [[atomi|atomilla]]lla tai [[molekyyli|molekyylillä]]llä [[emissio]]- ja [[absorptio]]<nowiki/>spektri on sama.

[[KuvaTiedosto:Kirchhoffs first spectroscope.jpg|thumb|Kirchhoffin ensimmäinen [[spektroskooppi]].]]

Kirhchhoffin ensimäisenensimmäisen lain mukaan virtapiirissä haarautumispisteeseen tulevien sähkövirtojen summa on yhtä suuri kuin haarautumispisteestä lähtevien sähkövirtojen summa.

[[funktio|Funktion]] muotoa hän ei kuitenkaan selvittänyt. Myöhemmin sen selvittämiseen ottivat menestyksekkäästi osaa mm.muun muassa [[Jožef Stefan]] ja [[Ludwig Boltzmann]]. Kirchhoff ja Robert Bunsen työskentelivät yhdessä Heidelbergin yliopistossa, ja kehittivät [[spektroskopia|spektroskopiaa]]a, jossa kappaleen lähettämä säteily hajotetaan eri aallonpituus- tai taajuuskomponentteihinsa prismalla, ja säteilyn voimakkuudesta eri aallonpituusalueilla päätellään sen kemiallista koostumusta.

*[[Stefanin-BoltzmanninStefanin–Boltzmannin laki]]

{{DEFAULTSORTAAKKOSTUS:Kirchhoff, Gustav}}