人物生平
基爾霍夫(Gustav Robert Kirchhoff,1824~1887),德國物理學家。
1824年3月12日生于普魯士的柯尼斯堡(今為俄羅斯加里寧格勒),1887 年10 月17日卒于柏林;鶢柣舴蛟诳履崴贡ご髮W讀物理,1847年畢業(yè)后去柏林大學任教,3年后去布雷斯勞作臨時教授。1854年由化學家本生推薦任海德堡大學教授。1875年到柏林大學作理論物理教授,直到逝世。
主要成就
電路設計
1845年,21歲時他發(fā)表了第一篇論文,提出了穩(wěn)恒電路網絡中電流、電壓、電阻關系的兩條電路定律,即著名的 基爾霍夫電流定律(KCL)和 基爾霍夫電壓定律(KVL),解決了電器設計中電路方面的難題。后來又研究了電路中電的流動和分布,從而闡明了電路中兩點間的電勢差和靜電學的電勢這兩個物理量在量綱和單位上的一致。使基爾霍夫電路定律具有更廣泛的意義。直到現(xiàn)在,基爾霍夫電路定律仍舊是解決復雜電路問題的重要工具。基爾霍夫被稱為“電路求解大師”。
熱輻射
1859年,基爾霍夫做了用燈焰燒灼食鹽的實驗。在對這一實驗現(xiàn)象的研究過程中,得出了關于熱輻射的定律,后被稱為基爾霍夫定律(Kirchoff’s law):基爾霍夫根據熱平衡理論導出,任何物體對電磁輻射的發(fā)射本領和吸收本領的比值與物體特性無關,是波長和溫度的普適函數(shù),即與吸收系數(shù)成正比。并由此判斷:太陽光譜的暗線是太陽大氣中元素吸收的結果。這給太陽和恒星成分分析提供了一種重要的方法,天體物理由于應用光譜分析方法而進入了新階段。
1862年他又進一步得出絕對黑體的概念。他的熱輻射定律和絕對黑體概念是開辟20世紀物理學新紀元的關鍵之一。1900年M.普朗克的量子論就發(fā)軔于此。
化學
在海德堡大學期間制成 光譜儀,與化學家本生合作創(chuàng)立了光譜化學分析法(把各種元素放在本生燈上燒灼,發(fā)出波長一定的一些明線光譜,由此可以極靈敏地判斷這種元素的存在),從而發(fā)現(xiàn)了元素 銫和 銣?茖W家利用光譜化學分析法,還發(fā)現(xiàn)了鉈、碘等許多種元素。
光學理論
給出了惠更斯-菲涅耳原理的更嚴格的數(shù)學形式,對德國的理論物理學的發(fā)展有重大影響。著有《數(shù)學物理學講義》4卷。
他還討論了電報信號沿圓形截面導線的擾動。
闡明集總參數(shù)電路中流入和流出節(jié)點的各電流間以及沿回路的各段電壓間的約束關系的定律。1845年由德國物理學家G.R.基爾霍夫提出。集總參數(shù)電路指電路本身的最大線性尺寸遠小于電路中電流或電壓的波長的電路,反之則為分布參數(shù)電路;鶢柣舴蚨砂娏鞫珊碗妷憾! 編輯本段發(fā)現(xiàn)背景 基爾霍夫電流定律(KCL)任一集總參數(shù)電路中的任一節(jié)點,在任一瞬間流出該節(jié)點的所有電流的代數(shù)和恒為零,即。就參考方向而言,流出節(jié)點的電流在式中取正號,流入節(jié)點的電流取負號;鶢柣舴螂娏鞫墒请姾墒睾愣稍陔娐分械捏w現(xiàn);鶢柣舴螂妷憾桑↘VL)任一集總參數(shù)電路中的任一回路,在任一瞬間沿此回路的各段電壓的代數(shù)和恒為零,即電壓的參考方向與回路的繞行方向相同時,該電壓在式中取正號,否則取負號;鶢柣舴螂妷憾墒悄芰渴睾愣稍陔娐分械捏w現(xiàn)。 編輯本段相關應用 基爾霍夫電流定律(KCL)描述了電路中各支路的電流之間的關系,基爾霍夫電壓定律(KVL)描述了電路中各支路電壓之間的關系,它們都與電路元件的性質無關,而只取決于電路的連接方式。所以我們把這種約束關系稱為連接方式約束或拓撲約束,而把根據它們寫出來的方程分別稱為KCL約束方程和KVL約束方程。