Leis de Gustav Kirchhoff e Kirchhoff para circuitos elétricos

Gustav Robert Kirchhoff (12 de março de 1824 a 17 de outubro de 1887) era um físico alemão. Ele é mais conhecido por desenvolver Leis de Kirchhoff, que quantificam o atual e Voltagem em circuitos elétricos. Além das leis de Kirchhoff, Kirchhoff fez uma série de outras contribuições fundamentais para a física, incluindo trabalhos sobre espectroscopia e Radiação de corpo negro.

Fatos rápidos: Gustav Kirchhoff

Nascido em Königsberg, Prússia (agora Kaliningrado, Rússia), Gustav Kirchhoff era o caçula de três filhos. Seus pais eram Carl Friedrich Kirchhoff, conselheiro jurídico dedicado ao estado prussiano, e Juliane Johanna Henriette von Wittke. Os pais de Kirchhoff incentivaram seus filhos a servir o estado da Prússia da melhor maneira possível. Kirchoff era um aluno academicamente forte, então ele planejava se tornar um professor universitário, que na época era considerado um funcionário público na Prússia. Kirchhoff cursou a Kneiphofische High School com seus irmãos e recebeu seu diploma em 1842.

Depois de terminar o colegial, Kirchhoff começou a estudar no departamento de Matemática-Física da Universidade Albertus de Königsberg. Lá, Kirchhoff participou de um seminário de matemática e física de 1843 a 1846, desenvolvido pelos matemáticos Franz Neumann e Carl Jacobi.

Neumann, em particular, teve um impacto profundo em Kirchhoff e o encorajou a buscar a física matemática - um campo que se concentra no desenvolvimento de métodos matemáticos para problemas em física. Enquanto estudava com Neumann, Kirchhoff publicou seu primeiro artigo em 1845, aos 21 anos. Este documento continha as duas leis de Kirchhoff, que permitem o cálculo da corrente e da tensão nos circuitos elétricos.

As leis de Kirchhoff para corrente e tensão estão na base da análise de circuitos elétricos, permitindo a quantificação de corrente e tensão dentro do circuito. Kirchhoff derivou essas leis generalizando os resultados de Lei de Ohm, que afirma que a corrente entre dois pontos é diretamente proporcional à tensão entre esses pontos e inversamente proporcional à resistência.

Primeira lei de Kirchhoff diz que em uma determinada junção em um circuito, a corrente que entra na junção deve ser igual à soma das correntes que saem da junção. Segunda lei de Kirchhoff diz que, se houver um circuito fechado em um circuito, a soma das diferenças de tensão no circuito será igual a zero.

Por meio de sua colaboração com Bunsen, Kirchhoff desenvolveu três leis de Kirchhoff para espectroscopia:

1. Os sólidos incandescentes, líquidos ou gases densos - que acendem após serem aquecidos - emitem um contínuo espectro de luz: eles emitem luz em todos os comprimentos de onda.
2. Um gás quente e de baixa densidade produz uma linha de emissão espectro: o gás emite luz em comprimentos de onda específicos e discretos, que podem ser vistos como linhas brilhantes em um espectro escuro.
3. Um espectro contínuo atravessando um gás mais frio e de baixa densidade produz uma linha de absorção espectro: o gás absorve luz em comprimentos de onda específicos e discretos, que podem ser vistos como linhas escuras em um espectro contínuo.

Como átomos e moléculas produzem seus próprios espectros únicos, essas leis permitem a identificação de átomos e moléculas encontradas no objeto em estudo.

Kirchhoff também realizou um trabalho importante em radiação térmica e propôs a lei de radiação térmica de Kirchhoff em 1859. Esta lei estabelece que a emissividade (capacidade de emitir energia como radiação) e a absorbância (capacidade de absorver radiação) de um objeto ou superfície são iguais em qualquer comprimento de onda e temperatura, se o objeto ou superfície estiver em temperatura estática equilíbrio.

Enquanto estudava radiação térmica, Kirchhoff também cunhou o termo "corpo negro" para descrever um objeto hipotético que absorveu todos luz recebida e, portanto, emitiu toda essa luz quando foi mantida a uma temperatura constante para estabelecer equilíbrio. Em 1900, o físico Max Planck A hipótese seria que esses corpos negros absorvessem e emitissem energia em certos valores chamados "quanta. ” Essa descoberta serviria como uma das principais idéias para a mecânica quântica.

Em 1847, Kirchhoff se formou na Universidade de Königsberg e tornou-se professor não remunerado na Universidade de Berlim, na Alemanha, em 1848. Em 1850, tornou-se professor associado na Universidade de Breslau e em 1854 professor de física na Universidade de Heidelberg. Em Breslau, Kirchhoff conheceu o químico alemão Robert Bunsen, depois de quem o bico de Bunsen foi nomeado e foi Bunsen quem providenciou para Kirchhoff vir para a Universidade de Heidelberg.

Na década de 1860, Kirchhoff e Bunsen mostraram que cada elemento podia ser identificado com um único padrão espectral, estabelecendo que a espectroscopia poderia ser usada para analisar experimentalmente os elementos. O par descobriria os elementos césio e rubídio enquanto investiga os elementos ao sol usando espectroscopia.

Além de seu trabalho em espectroscopia, Kirchhoff também estudaria a radiação do corpo negro, cunhando o termo em 1862. Seu trabalho é considerado fundamental para o desenvolvimento de mecânica quântica. Em 1875, Kirchhoff tornou-se o presidente da física matemática em Berlim. Mais tarde, ele se aposentou em 1886.

Kirchhoff morreu em 17 de outubro de 1887 em Berlim, Alemanha, aos 63 anos. Ele é lembrado por suas contribuições ao campo da física, bem como por sua influente carreira de professor. As leis de Kirchhoff para circuitos elétricos são agora ensinadas como parte dos cursos introdutórios de física sobre eletromagnetismo.

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