Gustav Kirchhoff para niños
Datos para niños Gustav Kirchhoff |
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| Información personal | ||
| Nombre en alemán | Gustavo Robert Kirchhoff | |
| Nacimiento | 12 de marzo de 1824 Königsberg (Prusia) |
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| Fallecimiento | 17 de octubre de 1887 Berlín (Alemania) |
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| Sepultura | Antiguo cementerio de San Mateo de Berlín | |
| Familia | ||
| Padres | Johanna Henriette Wittke Friedrich Kirchhoff |
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| Cónyuge |
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| Educación | ||
| Educado en | Universidad de Königsberg (1842-1846) | |
| Supervisor doctoral | Franz Ernst Neumann y Ludwig Otto Hesse | |
| Información profesional | ||
| Ocupación | Físico, químico, ingeniero y matemático | |
| Área | Física y mecánica | |
| Conocido por | Proponer las leyes de Kirchhoff de circuitos eléctricos y la ley de Kirchhoff de la radiación térmica. | |
| Empleador |
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| Estudiantes doctorales | Gabriel Lippmann, Ernst Schröder, Max Noether, Víktor Kirpichov, Heinrich Martin Weber, Hermann Aron, Loránd Eötvös y Arthur Schuster | |
| Alumnos | Sofia Kovalévskaya y Ernst Schröder | |
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| Distinciones |
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Gustav Robert Kirchhoff (nacido el 12 de marzo de 1824 en Königsberg, Prusia y fallecido el 17 de octubre de 1887 en Berlín, Alemania) fue un importante físico prusiano. Sus descubrimientos más destacados se relacionan con los circuitos eléctricos, la óptica y la espectroscopia.
Kirchhoff inventó el espectroscopio, una herramienta para estudiar la luz. Junto con su amigo Robert Bunsen, descubrió dos nuevos elementos químicos: el rubidio y el cesio, usando métodos espectrales. También identificó que una línea oscura en el espectro del Sol era causada por el sodio vaporizado.
Además, formuló leyes fundamentales sobre cómo funcionan los circuitos eléctricos y cómo los objetos emiten radiación térmica. Aunque ambas se conocen como Leyes de Kirchhoff, las leyes de los circuitos eléctricos son las más famosas.
Contenido
¿Quién fue Gustav Kirchhoff?
Sus primeros años y educación
Gustav Kirchhoff nació en una familia intelectual en Königsberg. Su padre, Friedrich Kirchhoff, era abogado y creía firmemente en servir al Estado. Sus padres pensaban que ser profesor universitario era una excelente manera de que Gustav, con sus grandes habilidades académicas, sirviera a Prusia.
Gustav estudió en la Universidad de Königsberg desde 1842 hasta 1846. Allí, asistió a un seminario de física matemática dirigido por Franz Ernst Neumann. Neumann fue una gran influencia para Kirchhoff, especialmente en el estudio de la inducción electromagnética. Fue durante sus estudios con Neumann que Kirchhoff hizo sus primeras contribuciones importantes sobre las corrientes eléctricas.
Su carrera profesional y descubrimientos
En 1847, Kirchhoff se graduó y se mudó a Berlín. Aunque la época era de muchos cambios sociales, Kirchhoff se mantuvo enfocado en su carrera. Entre 1848 y 1850, enseñó en Berlín y mejoró las ideas que se tenían sobre las corrientes eléctricas.
Luego se trasladó a Breslavia (hoy Wrocław), donde fue nombrado profesor. Allí, resolvió problemas complejos sobre la deformación de placas elásticas usando cálculo diferencial.
En Breslavia, conoció al químico Robert Bunsen, con quien forjó una gran amistad. En 1854, Bunsen lo invitó a Heidelberg, donde Kirchhoff aceptó un puesto como profesor de física. Su colaboración en Heidelberg fue muy productiva. En 1857, se casó con Clara Richelot, la hija de su profesor de matemáticas.
El trabajo de Kirchhoff sobre la radiación del cuerpo negro fue crucial para el desarrollo de la teoría cuántica. Observó que cada elemento químico tiene un patrón único de luz cuando se calienta. En 1859, formuló su Ley de Kirchhoff de la radiación térmica, que dice que un átomo o molécula emite y absorbe luz en las mismas frecuencias. Esto fue fundamental para la espectroscopia, una técnica para analizar la composición de sustancias a través de la luz.
En 1861, Kirchhoff y Bunsen estudiaron el espectro del Sol. Lograron identificar los elementos químicos presentes en la atmósfera solar y, en el proceso, descubrieron el cesio y el rubidio.
Kirchhoff también hizo contribuciones importantes a la óptica, mejorando el principio de Huygens sobre cómo se propagan las ondas de luz.
Últimos años y legado
Con Clara, su primera esposa, tuvo cinco hijos. Después de que Clara falleciera en 1869, Kirchhoff los crio solo. Su salud se deterioró, y gran parte de su vida tuvo que usar muletas o una silla de ruedas. En 1872, se casó con Luise Brömmel.
Debido a su salud, le resultaba difícil hacer experimentos. Por eso, en 1875, aceptó una cátedra de física matemática en Berlín. Este puesto le permitía seguir investigando y enseñando sin que su salud se viera tan afectada. Su obra más famosa, Vorlesungen über mathematische Physik (Conferencias sobre física matemática), se publicó en cuatro volúmenes entre 1876 y 1894.
Kirchhoff es recordado por ser el primero en explicar las líneas oscuras en el espectro del Sol. Demostró que estas líneas son causadas por la absorción de ciertas longitudes de onda de luz por los gases en la atmósfera solar. Este descubrimiento revolucionó la astronomía.
Las leyes de Kirchhoff: ¿Qué nos enseñan?
Las tres leyes de la espectroscopia
Kirchhoff propuso tres leyes que explican cómo los objetos calientes emiten luz:
- Un objeto sólido muy caliente produce luz con un espectro continuo (todos los colores del arcoíris).
- Un gas caliente y poco denso produce luz con líneas brillantes en longitudes de onda específicas, que dependen de qué elementos químicos forman el gas.
- Un objeto sólido caliente rodeado por un gas más frío produce un espectro continuo con líneas oscuras. Estas líneas oscuras aparecen en las mismas longitudes de onda donde el gas absorbería la luz.
Estas leyes fueron explicadas más tarde por el físico Niels Bohr, lo que ayudó al nacimiento de la mecánica cuántica.
Las dos leyes de los circuitos eléctricos
Las leyes de Kirchhoff para la electricidad son muy importantes y se basan en la conservación de la carga y la energía.
- Primera Ley de Kirchhoff (Ley de los Nudos): Imagina un cruce de cables en un circuito (un "nudo"). La cantidad total de corriente eléctrica que entra a ese cruce es igual a la cantidad total de corriente que sale de él. En otras palabras, la suma de todas las corrientes en un nudo es cero. Esto significa que los electrones no se acumulan en los nudos.
- Segunda Ley de Kirchhoff (Ley de las Mallas): En cualquier camino cerrado dentro de un circuito eléctrico (una "malla"), la suma de todas las subidas y bajadas de voltaje (o "caídas de tensión") es igual a cero. Esto significa que la energía se conserva dentro del circuito.
Otros aportes importantes de Kirchhoff
Fórmula de la difracción
La fórmula de la difracción de Kirchhoff describe cómo se comporta una onda de luz cuando pasa a través de una pequeña abertura.
Ley de termoquímica
En 1858, Kirchhoff demostró que el cambio de calor en una reacción química (a presión constante) se relaciona con la diferencia en la capacidad calorífica de los productos y los reactivos. Esto permite calcular el calor de una reacción a diferentes temperaturas.
Teorema en teoría de grafos
Kirchhoff también trabajó en un área de las matemáticas llamada teoría de grafos. Allí, demostró el teorema del árbol matricial de Kirchhoff, que es útil para entender redes y conexiones.
Premios y reconocimientos
Gustav Kirchhoff recibió varios honores por sus importantes contribuciones a la ciencia:
- 1868: Miembro de la Real Sociedad de Edimburgo.
- 1875: Miembro de la Real Sociedad de Londres.
- 1877: Medalla Matteucci
- 1877: Medalla Davy
- 1887: Medalla Janssen (otorgada después de su fallecimiento)
Eponimia
Para honrar su memoria, se nombraron en su honor:
- El cráter lunar Kirchhoff.
- El asteroide (10358) Kirchhoff.
Véase también
- Cuerpo negro
- Espectroscopía de emisión atómica
- Matriz laplaciana
