Gustav Robert Kirchhoff

1. Gustav Robert Kirchhoff Vlasta Pavlović

2. 1824. – 1887.

3. Biografija • Rođen je12.3.1824. u Königsbergu (danas u Rusiji, Kalinjingrad) • Tamo je diplomirao na Sveučilištu 1847.g. • Za vrijeme studiranja objavljuje danas vrlo poznate Kirchhoffove zakone, pomoću kojih se može izračunati struja, napon i otpor električnih krugova (1845.) • 1854. se zaposlio kao profesor na Sveučilištu u Heidelbergu, gdje je započeo svoj zajednički rad s R.W.E. Bunsenom.

4. Zajedno s Bunsenom osnovao je znanost o spektroskopiji • Kasnije se preselio u Berlin, no ubrzo je morao prestati raditi zbog lošeg zdravlja (1886.) • Za života radio je kao profesor u Breslauu, Heidelbergu i Berlinu • Dao je mnogo značajnih doprinosa u raznim granama fizike • Postavio zakon o termalnom zračenju tijela • Zaslužan za otkriće i razvoj spektralne analize; objasnivši apsorpcijske linije u optičkim spektrima stvorio mogućnosti izučavanja sastava nebeskih tijela

5. Zajedno s R.Bunsenom otkrio je pomoću spektroskopa elemente cezij (1860.) i rubidij (1861.) • Postavio zakone o raspodjeli struje u povezanim elektr. krugovima • Razvio teoriju difrakcije svjetla davši Huvgensovom principu matematičku formulaciju • Preminuo je 17.10.1887.g. u Berlinu

6. Suradnja s Robertom Bunsenom • Na slici: Gustav Robert Kirchhoff (lijevo) i Robert Wilhelm Eberhard Bunsen

7. Spektroskopija • Najznačajniji Kirchhoffov doprinos u fizici je bilo područje spektroskopije • U suradnji s R. Bunsenom je osnovao (tada sasvim empiričnu) znanost o spektroskopiji. • Počeli su tako da su izumili spektroskop – uređaj baziran na prizmi koji je razdvajao svjetlost na njegove primarne kromatske boje, tj. na njegov spektar. Pomoću njega su počeli proučavati spektralna svojstva raznih kemijskih elemenata u plinovitom stanju. • Kirchhoff je proučavajući obojene pare iznad tvari zagrijane do bijelog žara, otkrio da svaki element daje jedinstven i karakterističan uzorak obojenih linija. Svaki element pravi isti set identifikacijskih crta, čak i onda kada je kemijski spojen s drugim elementima.

8. Slika Bunsen-Kirchhoff spektroskopa iz 1860.g. s Bunsenovim plamenikom

9. Otkriće cezija i rubidija • Svaki atom ima svoj spektar. Elementi su otkrivani kroz dobar dio 19. stoljeća (Kirchhoff, kemičar Bunsen) baš na temelju te istine, pa se i čitava grana nauke razvila samo u tu svrhu - spektroskopija - analize spektara različitih atoma. • Spektri su linijski (–isprekidani).Linije neke frekvencije odvojene su tamnim područjem. • Spektri su govor atoma, a govore: zračenje emitiramo isprekidano jer emitiramo samo na određenim frekvencijama (poput radiopostaje koja emitira svoje programe na točno određenim frekvencijama, a ne svim), jednako tako, zračenje apsorbiramo samo na određenim frekvencijama, ne svim zamislivim, i to upravo onim na kojima emitiramo, a sve prema Planckovu zakonu zračenja, to sve znači da mi poslujemo s energijom u prekidima, znači uzimamo i dajemo samo one porcije koje možemo probaviti.

10. Cezij • 1860. Prilikom analiziranja spektra lužnatih soli naišli su na nepoznati element s plavim emisijskim linijama te su ga nazvali CEZIJ (od latinskog “caesius” = nebesko plav) • Otkriven je spektroskopski u uzorcima mineralne vode iz Durkheima

11. Rubidij • Otkriven je 1861.g. spektroskopski kao nečistoća u uzorku jednog minerala • Zbog njegovih crvenih emisijskih linija nazvali su ga RUBIDIJ (od latinskog “rubidus” = tamno crven)

12. Kirchhoffov doprinos na području astronomije • Kirchhoff je pomoću znanja o spektroskopiji počeo proučavati sastav sunca. • Otkrio je natrijev spektar u zvijezdama iz čega je shvatio da se pomoću spektra zvijezda može otkriti od čega su sastavljene. • 1859. objavio je rad u kojem objašnjava tamne linije u sunčevom spektru koje je otkrio Josef von Fraunhofer (Fraunhoferove linije), te kaže da one proizlaze iz apsorpcije određenih valnih duljina nekih tvari u sunčevoj atmosferi. • To otkriće označilo je početak novog doba na području astronomije.

13. Kasnije je formulirao Kirchhoffov zakon o radijaciji, u kojem objašnjava emitiranje i apsorpciju radioaktivnih zraka crnog tijela. • U njemu kaže da je količina energije koju tijelo emitira jednaka količini koju to tijelo upija. • Kirchhoff je tu tvrdnju dokazao 1861., te je taj njegov rad temelj na kojem je stvorena kvantna teorija.

14. Kirchhoffovi strujni zakoni • 1.Kirchhoffov strujni zakon kaže da je za bilo koju električnu mrežu algebarski zbroj svih struja u jednom čvorištu jednak nuli. (tj. Algebarski zbroj struja u granama koje se sastaju u bilo kojoj čvornoj točki mreže jednak je nuli) • U svakoj čvornoj točki električnog sklopa zbroj ulaznih struja jednak je zbroju izlaznih

15. Primjer • A: I2 = I1 + I3 • B: I6 = I2 + I4 • C: I6 = I3 + I5 • D: I5 = I1 + I4

16. 2. Kirchhoffov zakon kaže da je algebarski zbroj svih elektromotornih sila izvora struje u zatvorenom strujnom krugu jednak algebarskom zbroju svih padova napona koji se prema Ohmovom zakonu javljaju na pojedinim otporima vezanima u tom krugu. • Suma pada napona u zatvorenom strujnom krugu jednaka je nuli.

17. Kirchhoff je jedan od najvećih fizičara 19.st., poznat kao jedan od utemeljitelja spektroskopije. Poznat je i po svojim zakonima koje je napisao 1845. kao student i koji se odnose na struju i elektromotorne sile u električnim krugovima.