구스타프 키르히호프
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1. 개요
구스타프 키르히호프는 독일의 물리학자이다. 1824년 쾨니히스베르크에서 태어나 1887년 베를린에서 사망했다. 키르히호프는 키르히호프의 전기 회로 법칙, 키르히호프의 복사 법칙, 분광학 연구 등을 통해 물리학 발전에 기여했다. 특히 로베르트 분젠과 함께 세슘과 루비듐을 발견하고, 태양의 구성 원소를 밝히는 데 기여했다. 주요 업적으로는 키르히호프의 전기 회로 법칙, 흑체 복사에 대한 키르히호프의 복사 법칙, 분광학의 세 가지 법칙 등이 있다.
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19세기 독일 수학자 페터 구스타프 르죈 디리클레는 해석학과 정수론에 공헌했으며, 디리클레 등차수열 정리 증명, 푸리에 급수 수렴성 증명, 페르마의 마지막 정리 증명 등으로 유명하고 그의 이름을 딴 다양한 수학적 개념과 정리들이 존재한다. - 브레슬라우 대학교 교수 - 빌헬름 딜타이
빌헬름 딜타이는 독일에서 태어난 철학자, 역사가, 교육학자로, 역사주의 철학을 발전시키고 '정신과학'을 정립하려 했으며, '이해' 개념을 중심으로 인문과학 이론을 구축하여 후대 사상가들에게 영향을 미치고 '삶의 철학'으로 불리는 사상을 남겼다. - 칼리닌그라드 출신 - 알프레트 클렙슈
알프레트 클렙슈는 19세기 독일의 수학자이며, 주요 저서로 《강체 탄성 이론》, 파울 고르단과 함께 쓴 《아벨 함수 이론》, 《이진 대수 형식 이론》 등이 있다. - 칼리닌그라드 출신 - 요한 게오르크 하만
요한 게오르크 하만은 1730년 쾨니히스베르크에서 태어나 런던에서의 경험을 통해 기독교로 개종하고, 언어의 중요성을 강조하며 반계몽주의 사상에 영향을 준 독일의 철학자이자 작가이다.
| 구스타프 키르히호프 - [인물]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 본명 | 구스타프 로베르트 키르히호프 |
| 출생 | 1824년 3월 12일 |
| 출생지 | 쾨니히스베르크, 동프로이센, 프로이센 왕국 |
| 사망 | 1887년 10월 17일 |
| 사망지 | 베를린, 독일 제국 |
| 안장지 | 알터 장크트-마테우스-키르히호프, 베를린 |
| 배우자 | 클라라 리헬로트 (1857년 결혼, 1869년 사별) 루이제 브룀멜 (1872년 결혼) |
| 자녀 | 5명 |
| 친척 | 프리드리히 율리우스 리헬로트 (장인) |
| 학력 및 경력 | |
| 모교 | 쾨니히스베르크 대학교 |
| 직장 | 브로츠와프 대학교 하이델베르크 대학교 베를린 훔볼트 대학교 |
| 학문 지도 | 카를 구스타프 야코프 야코비 프란츠 에른스트 노이만 프리드리히 율리우스 리헬로트 |
| 박사 지도 학생 | 하인리히 헤르츠 아서 슈스터 |
| 주요 학생 | 로란드 외트뵈시 가브리엘 리프만 에드워드 레밍턴 니콜스 막스 뇌터 헤이커 카메를링 오네스 막스 플랑크 에른스트 슈뢰더 |
| 연구 분야 및 업적 | |
| 분야 | 물리학, 수학, 화학 |
| 주요 업적 | 세슘 및 루비듐 발견 키르히호프의 회로 법칙 키르히호프의 회절 공식 키르히호프 방정식 키르히호프 적분 정리 키르히호프의 분광학 법칙 키르히호프의 열 복사 법칙 키르히호프의 열화학 법칙 키르히호프 행렬 키르히호프 정리 키르히호프 변환 키르히호프-헬름홀츠 적분 생-베낭-키르히호프 모델 키르히호프-러브 판 이론 피올라-키르히호프 응력 텐서 흑체 복사 방출 스펙트럼 |
| 수상 | |
| 수상 내역 | 럼퍼드 메달 (1862년) 푸르 르 메리트 (1874년) 마테우치 메달 (1877년) 데비 메달 (1877년) 얀센 메달 (1887년) |
2. 생애
쾨니히스베르크에서 법률가의 아들로 태어났다. 1847년 쾨니히스베르크 대학교를 졸업하고, 수학 교수인 프리드리히 율리우스 리켈로트( Friedrich Julius Richelotde)의 딸 클라라 리헬로트( Clara Richelotde)와 결혼하였다.
1845년에 키르히호프의 전기회로 법칙을 발표하였다. 1850년 브레슬라우 대학교의 교수로 부임하였다. 1859년에는 열복사에 대한 키르히호프의 복사 법칙을 발표하였고, 1861년에 이를 증명하였다. 로베르트 분젠과 함께 분광학에 대한 연구를 하였고, 1854년 분젠의 초청으로 하이델베르크 대학교로 옮겼다. 1861년에는 태양광의 스펙트럼을 분석하는 과정에서 세슘과 루비듐을 발견하였다.
훗날 그는 자체의 열에 의해서 방출되는 빛의 스펙트럼 분포를 설명하는 경험적인 세 개의 가설을 제안하였다.
1875년 베를린 훔볼트 대학교의 수리물리학 교수가 되었다. 1887년 베를린에서 사망하였다.
그는 파동 방정식을 정확하게 풀어 하위헌스 원리에 대한 확고한 토대를 마련하고 광학에도 기여했다.[11][12]
1864년 미국철학회 회원으로 선출되었다.[13]
1884년 네덜란드 왕립 예술 과학 아카데미의 외국인 회원이 되었다.[14]
2. 1. 유년기와 교육
1824년 3월 12일, 당시 프로이센 왕국의 영토였던 쾨니히스베르크(현재 러시아 칼리닌그라드)에서 법률가인 아버지 프리드리히 키르히호프(Friedrich Kirchhoffde)와 어머니 요아나 비트케(Johanna Henriette Wittkede)의 아들로 태어났다.[4] 그의 가족은 프로이센 복음교회의 루터교 신자였다.1847년 쾨니히스베르크 대학교에서 수학했으며, 카를 구스타프 야코비, 프란츠 에른스트 노이만, 프리드리히 율리우스 리켈로트의 지도를 받았다.
2. 2. 학문적 경력
1847년 쾨니히스베르크 대학교를 졸업하고 베를린으로 이주했다.[4] 1850년 브레슬라우 대학교 교수로 부임하였다.[4]1845년에 키르히호프의 전기회로 법칙을 발표했는데, 이는 세미나 숙제로 작성한 것이지만 훗날 키르히호프의 박사 학위 논문 주제가 되었다.[4]
1859년 열복사에 대한 키르히호프의 복사 법칙을 발표하고 1861년에 이를 증명하였다.[4] 브레슬라우 대학교에서 로베르트 분젠과 함께 분광학을 연구했고, 1854년 분젠의 초청으로 하이델베르크 대학교로 옮겨 연구를 계속하였다.[4] 1861년 태양광의 스펙트럼 분석 과정에서 세슘과 루비듐을 발견하였다.[4]
키르히호프는 자체 열에 의해 방출되는 빛의 스펙트럼 분포를 설명하는 세 가지 가설을 제안했다.[4]
# 뜨거운 고체는 연속적인 스펙트럼 분포를 갖는 빛을 생성한다.
# 뜨겁고 희박한 기체는 기체의 에너지 준위에 따라 달라지는 띄엄띄엄 놓인 몇 개의 스펙트럼선으로 나타나는 스펙트럼 분포를 갖는다.
# 뜨거운 고체와 고체를 둘러싼, 고체보다 차가운 기체 전체가 복사하는 빛은 거의 연속적인 스펙트럼 분포를 갖지만, 기체 원자의 에너지 준위에 따라 달라지는 띄엄띄엄 떨어진 파장만큼의 빈 간격을 갖는다.
이러한 띄엄띄엄한 선의 존재는 훗날 보어 모형과 양자역학으로 설명되며, 이들 발전의 토대가 되었다.[4]
1875년 베를린 훔볼트 대학교의 수리물리학 교수가 되었다.[4]
2. 3. 개인적인 삶
1857년 자신의 스승이었던 프리드리히 리헬로트의 딸 클라라 리헬로트(Clara Richelotde)와 결혼하여 다섯 자녀를 두었다.[6] 1869년 클라라가 사망하자, 1872년 루이제 브뢰멜(Luise Brömmelde)과 재혼했다.[6]2. 4. 죽음
1887년 베를린에서 사망하여 쇠네베르크의 알터 생 마테우스 키르히호프 묘지(St Matthäus Kirchhof Cemetery)에 안장되었는데, (그림 형제(Brothers Grimm)의 묘소에서 불과 몇 미터 떨어진 곳이다).[14] 레오폴트 크로네커도 같은 묘지에 매장되어 있다.3. 주요 업적
구스타프 키르히호프는 전기 회로에 대한 키르히호프의 법칙(1849년)과 흑체 복사에 대한 키르히호프의 복사 법칙(1859년)을 발표했다. 분젠과 함께 분광학 연구를 통해 세슘(1860년)과 루비듐(1861년)을 발견했으며, 프라운호퍼가 발견한 프라운호퍼 선이 나트륨의 스펙트럼과 같은 위치에 나타나는 것을 밝혀, 분광학적 방법으로 태양의 구성 원소를 확인할 수 있음을 보였다. 그 외에도 음향학, 탄성론에 관한 연구를 수행했다.
| 연도 | 업적 |
|---|---|
| 1849년 | 전기 회로에 대한 키르히호프의 법칙 정리 |
| 1859년 | 키르히호프의 복사 법칙 발표 |
| 1860년 | 분젠과 함께 세슘 발견, 프라운호퍼 선이 원소에 의한 흡수 스펙트럼임을 증명 |
| 1861년 | 분젠과 함께 루비듐 발견 |
3. 1. 키르히호프의 전기 회로 법칙
키르히호프의 제1법칙은 한 점(또는 노드)에서 만나는 도체 네트워크의 전류의 대수적 합이 0이라는 것이다. 제2법칙은 폐회로에서 시스템의 전압의 방향성 합이 0이라는 것이다.
3. 2. 분광학 연구와 새로운 원소 발견
1859년 로베르트 분젠과 함께 분광학 연구를 통해 세슘과 루비듐을 발견하고, 흑체 복사에 대한 키르히호프의 복사 법칙을 발표했다.[21] 프라운호퍼가 발견한 태양 광 스펙트럼의 암선(프라운호퍼 선)이 나트륨의 스펙트럼과 같은 위치에 나타나는 것을 명확히 하고, 분광학적 방법으로 태양의 구성 원소를 확인할 수 있음을 보였다.[21]3. 3. 분광학의 세 가지 법칙
키르히호프는 분광학에서 다음 세 가지 법칙을 제시했다.[15][16]
# 고체, 액체, 또는 고밀도 기체가 빛을 방출하도록 가열되면 모든 파장에서 빛을 내어 연속 스펙트럼을 만든다.
# 저밀도 기체가 빛을 방출하도록 가열되면 특정 파장에서 빛을 내며, 이는 방출 스펙트럼을 생성한다.
# 연속 스펙트럼을 가진 빛이 차갑고 밀도가 낮은 기체를 통과하면 흡수 스펙트럼이 생성된다.
키르히호프는 원자 내 에너지 준위의 존재를 알지 못했다. 불연속적인 스펙트럼선의 존재는 1814년 프라운호퍼가 발견했고, 1885년 발머가 그 선들이 불연속적인 수학적 패턴을 형성한다는 것을 설명했다. 라모어는 전자의 진동에 의해 자기장에서 스펙트럼선 분리가 제만 효과로 알려져 있음을 설명했다. 그러나 이러한 불연속적인 스펙트럼선은 1913년 원자의 보어 모델이 제시될 때까지 전자 전이로 설명되지 않았으며, 이는 양자 역학으로 이어지는 데 기여했다.
3. 4. 키르히호프의 열복사 법칙
1859년, 흑체 복사에 대한 키르히호프의 복사 법칙을 발견했다. 이 법칙은 주어진 온도에서 모든 물체는 흡수하는 만큼의 에너지를 복사한다는 내용을 담고 있다(열적 평형 상태). 즉, 복사 에너지를 잘 흡수하는 물체일수록 같은 양의 복사 에너지를 방출한다. 완전 흑체(모든 파장의 빛을 완벽하게 흡수하는 이상적인 물체)의 개념을 도입하여, 흑체 복사 연구의 기초를 마련했다. 이 법칙은 막스 플랑크가 작용 양자를 발견하고 양자역학으로 이어지는 계기가 되었다.3. 5. 열화학에서의 업적
구스타프 키르히호프는 1858년에 화학 반응열의 변화는 생성물과 반응물 사이의 열용량 차이로 주어진다는 것을 보였다.[17][18]:.
이 방정식을 적분하면 다른 온도에서의 측정값으로 한 온도에서의 반응열을 평가할 수 있다.
3. 6. 기타 업적
키르히호프는 그래프 이론에서 키르히호프의 행렬 나무 정리를 증명하였다. 또한 음향학, 탄성론에 관해서도 연구를 수행했다.4. 수상 경력
5. 같이 보기
- 키르히호프의 회로 법칙
- 키르히호프의 복사 법칙
- 분광학
- 흑체 복사
- 로베르트 분젠
참조
[1]
논문
Rediscovery of the Elements: Mineral Waters and Spectroscopy
http://www.chem.unt.[...]
2019-12-31
[2]
서적
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https://books.google[...]
Routledge
2013-06-19
[3]
서적
Physical Chemistry
Elsevier
[4]
서적
Modern Thermodynamics: From Heat Engines to Dissipative Structures
https://books.google[...]
John Wiley & Sons
2014-11-05
[5]
서적
The Biographical Encyclopedia of Astronomers
Springer Nature
2012-08-22
[6]
웹사이트
Gustav Robert Kirchhoff – Dauerausstellung
http://www.kip.uni-h[...]
Kirchhoff-Institute for Physics
2016-03-18
[7]
논문
On the motion of electricity in wires
[8]
논문
Kirchhoff on the motion of electricity in conductors
http://www.ifi.unica[...]
1994
[9]
서적
The discovery of the elements
https://archive.org/[...]
Journal of Chemical Education
1956
[10]
서적
The Secret of the Universe
Oxford University Press
[11]
서적
The Mathematical Theory of Huygens' Principle
Oxford University Press
[12]
논문
Huygens's wave propagation principle corrected
[13]
웹사이트
APS Member History
https://search.amphi[...]
2021-04-16
[14]
웹사이트
G. R. Kirchhoff (1824–1887)
http://www.dwc.knaw.[...]
Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences
2015-07-22
[15]
서적
Histories of the Electron: The Birth of Microphysics
[16]
논문
On a Dynamical Theory of the Electric and Luminiferous Medium, Part 3, Relations with material media
[17]
서적
Physical Chemistry
Benjamin/Cummings
[18]
서적
Atkins' Physical Chemistry
W. H. Freeman
[19]
논문
Review of ''Vorlesungen über mathematische Physik. Vol. IV. Theorie der Wärme'' by Gustav Kirchhoff, edited by Max Planck
https://books.google[...]
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[20]
서적
デジタル通信をめざして 〈一伝送研究者の回想〉
八潮出版社
2007-04-01
[21]
웹사이트
Kirchhoff; Gustav Robert (1824 - 1887)
2011-12-11
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