GUSTAV KIRCHHOFF: BIOGRAFI, HUKUM, KONTRIBUSI, KARYA - BIOGRAFI - 2025

Gustav Kirchhoff (1824-1887) adalah seorang fisikawan Jerman yang lahir pada Maret 1824 di Prusia Timur saat itu. Selama karir ilmiahnya, dia memberikan kontribusi penting di bidang-bidang seperti listrik, spektroskopi atau pengukuran radiasi dari benda hitam.

Sejak usia yang sangat muda, Kirchhoff didorong oleh keluarganya untuk mengabdikan dirinya pada pengajaran universitas. Sejak di sekolah menengah dia menunjukkan kondisi yang baik untuk matematika, dia memutuskan untuk memilih mata pelajaran itu, meskipun dalam cabang fisika-matematika. Di Königberg, tempat dia belajar, dia berhubungan dengan ilmuwan penting yang memengaruhi penelitiannya.

Gustav Kirchhoff - Sumber: Perpustakaan Smithsonian di bawah Domain Publik

Tanpa menyelesaikan studi universitasnya, Kirchhoff mempresentasikan beberapa karya pertamanya. Di antara yang paling menonjol adalah dua perangkat hukum yang menyandang namanya. Salah satunya didedikasikan untuk radiasi termal, meskipun yang paling penting adalah hukum yang berkaitan dengan teknik kelistrikan.

Kirchhoff menghabiskan sebagian besar karirnya di Universitas Heidelberg, meskipun menerima tawaran dari pusat lain yang lebih terkenal. Hanya di usia tuanya dan dengan kondisi kesehatan yang tidak menentu dia pindah ke Berlin. Meskipun demikian, dia tetap aktif sampai saat kematiannya, pada Oktober 1887.

Biografi

Gustav Robert Kirchhoff lahir di Königberg (saat itu ibu kota Prusia Timur) pada 12 Oktober 1824. Saat itu, kota ini terkenal dengan aktivitas intelektualnya, hingga dijuluki sebagai "Kota Nalar yang Murni".

Keluarganya termasuk elit lokal, karena ayahnya adalah seorang pengacara yang dikenal karena pengabdiannya pada negara Prusia.

Kemampuan intelektual Gustav yang tinggi mulai terlihat dari usia yang sangat muda. Selain itu, pendidikannya yang diarahkan oleh ayahnya menjadikan kewajiban untuk mengabdi pada Prusia.

Kedua faktor tersebut menyebabkan langkah profesionalnya difokuskan untuk menjadi guru besar universitas, karena pada saat itu mereka adalah pejabat publik, yang sejalan dengan keinginan ayahnya agar ia menggunakan keahliannya untuk mengabdi pada negaranya.

pendidikan

Institut Kneiphof adalah tempat yang dipilih oleh keluarganya untuk Gustav muda bersekolah. Di pusat itu ia mulai menunjukkan kondisi baiknya untuk matematika, yang membuatnya mengarahkan studi universitasnya ke subjek itu.

Kirchhoff memasuki pusat universitas di kampung halamannya, Universitas Albertus. Lembaga ini dikenal dengan seminar tentang fisika matematika yang didirikan oleh Franz Neumann (dianggap sebagai bapak fisika teoretis di negara tersebut) dan oleh Carl Gustav Jakob Jacobi (salah satu ahli matematika paling terkemuka saat itu).

Ilmuwan masa depan menghadiri seminar ini antara tahun 1843 dan 1846. Namun, dia tidak dapat memanfaatkan ajaran Jacobi, yang sedang sakit, dan, untuk alasan ini, Neumman yang memiliki pengaruh terbesar dalam pelatihannya.

Neumann mulai tertarik pada induksi listrik pada tanggal itu dan telah menerbitkan dua karya pertamanya tentang induksi pada tahun 1845. Hal ini menyebabkan Kirchhoff, sebagai muridnya, mulai memperhatikan subjek tersebut juga. Selain itu ia juga belajar matematika dengan Friedrich Jules Richelot.

Publikasi pertama

Pada awal tahun 1845, ketika dia masih belajar, Kirchhoff mempresentasikan sebuah karya tentang aliran listrik di piring melingkar. Penelitian ini nantinya akan menjadi dasar tesis doktoralnya.

Pada tahun yang sama ia mengambil sebuah referensi teori yang diajukan oleh fisikawan lain, Georg Simon Ohm, untuk merumuskan apa yang kemudian dikenal sebagai Hukum Teknik Elektro Kirchhoff.

Transfer ke Berlin

Konsekuensi pertama dari penerbitan Laws of Kirchhoff adalah penulis menerima beasiswa untuk melanjutkan pelatihannya di Paris. Namun situasi di Eropa saat itu sangat mencekam, terutama antara Prusia dan Perancis, yang akhirnya akan berperang pada tahun 1870.

Karena itulah, Kirchhoff menolak opsi pindah ke ibu kota Prancis. Sebaliknya, dia menetap di Berlin, di mana dia mulai bekerja sebagai Privatdozent (seorang profesor yang tidak menerima gaji apa pun) di Universitas kota itu.

Selama melakukan kegiatan ini, ilmuwan tidak berhenti mempublikasikan hasil penelitiannya. Di antaranya, ia menyoroti kontribusinya pada teori arus listrik dan elektrostatis.

Tujuan berikutnya adalah Breslau (sekarang disebut Wroclaw), di mana dia diangkat sebagai Profesor Luar Biasa.

Universitas Heidelberg

Kirchhoff tinggal di Breslau selama setahun, dari 1851 hingga 1852. Selama waktu ini, fisikawan tersebut berteman dengan Robert Bunsen, seorang ahli kimia terkenal.

Bunsen-lah yang meyakinkan Kirchhoff untuk meninggalkan kota untuk mulai bekerja sebagai guru fisika di Heidelberg. Kolaborasi antara kedua sahabat ini sangat membuahkan hasil dan keduanya menjadi rutin dalam pertemuan yang dilakukan oleh sekelompok ilmuwan yang diselenggarakan oleh Hermann von Helmholtz.

Gustav Kirchhoff menikah pada tahun 1857 dengan putri mantan guru matematika di Konigsberg. Namun, istrinya, Clara Richelot, meninggal pada tahun 1869, meninggalkan ilmuwan itu sendirian dalam perawatan kelima anak yang mereka miliki bersama. Pada tahun 1872, ilmuwan tersebut menikah lagi, kali ini dengan Luise Brömmel.

Saat itu, kesehatan Kirchhoff, yang selama ini genting, memburuk dan dia terpaksa menggunakan kursi roda atau, kalau tidak, kruk.

Ketenaran ilmuwan meningkat dan banyak universitas mengirimkan tawaran untuk bergabung dengan staf mereka. Kirchhoff, bagaimanapun, lebih suka tetap di Heidelberg.

Kembali ke Berlin

Kondisi kesehatan Kirchhoff semakin memburuk. Segera dia mulai mengalami kesulitan melakukan eksperimen yang diperlukan untuk mengkonfirmasi penyelidikannya. Meskipun keinginannya untuk tidak meninggalkan Heidelberg, pada akhirnya dia memutuskan untuk menerima tawaran dari Universitas Berlin untuk menduduki kursi fisika-matematika.

Kirchhoff bergabung dengan jabatan barunya pada tahun 1875 dan, selain tugas mengajar, terus melakukan penelitian teoritis. Hasilnya adalah salah satu risalahnya yang paling terkenal: Vorlesungen über mathematischen Physik, diterbitkan dalam empat jilid ketika dia telah meninggalkan jabatan profesor di Berlin.

Pada usia 63 tahun, Gustav Kirchhoff meninggal di Berlin pada 17 Oktober 1887.

Hukum Kirchhoff

Hukum Kirchhoff adalah dua kelompok hukum pada rangkaian listrik dan emisi panas.

Kedua perangkat hukum tersebut dinamai menurut nama penulisnya, meskipun yang paling terkenal adalah yang berkaitan dengan teknik kelistrikan.

Tiga hukum spektroskopi Kirchhoff

Ilmuwan mengembangkan seperangkat hukum untuk menggambarkan bagaimana emisi cahaya oleh objek pijar berperilaku:

1- Benda padat panas menghasilkan cahaya dalam spektrum kontinu.

2- Gas lemah menghasilkan cahaya dengan garis spektrum pada panjang gelombang diskrit yang bergantung pada komposisi kimiawi gas.

3- Benda padat pada suhu tinggi dikelilingi oleh gas tipis pada suhu rendah menghasilkan cahaya dalam spektrum kontinu dengan celah pada panjang gelombang diskrit yang posisinya bergantung pada komposisi kimia gas.

Ketiga hukum pada spektrografi Kirchhoff, kemudian, menjadi dasar kemunculan mekanika kuantum.

Hukum Teknik Elektro Kirchhoff

Sebagaimana dicatat, himpunan hukum tentang kelistrikan yang dirumuskan oleh Kirchhoff adalah kontribusinya yang paling relevan bagi sains. Untuk melakukan ini, dia mengacu pada pekerjaan sebelumnya oleh Georg Simon Ohm.

Hukum ini segera menjadi alat fundamental untuk analisis sirkuit. Dengan cara yang sangat ringkas, ekstensi memungkinkan untuk mengukur intensitas arus, serta perbedaan potensial pada titik tertentu dalam rangkaian listrik.

- Hukum Pertama Kirchhoff atau Hukum pertama yang berhubungan dengan node: “Dalam node manapun, jumlah aljabar arus listrik yang masuk sama dengan jumlah arus yang keluar. Sebagai padanannya, jumlah aljabar dari semua arus yang melewati node sama dengan nol "

- Hukum Kedua Kirchhoff atau Hukum yang sesuai dengan jerat: "dalam sirkuit tertutup jaringan, jumlah himpunan penurunan tegangan dalam komponennya sama dengan jumlah tegangan yang disediakan dan, oleh karena itu, jumlah aljabar dari perbedaan potensial dalam jaring elemen adalah nol. "

Kontribusi

Selain hukum yang menyandang namanya, Kirchhoff memberikan lebih banyak kontribusi bagi sains, baik praktis maupun teoretis. Karena itu, ia mendedikasikan upayanya untuk meningkatkan pengetahuan tentang kelistrikan, teori pelat, optik dan spektroskopi, di antara bidang studi lainnya.

Demikian pula, ia melakukan berbagai penyelidikan tentang bagaimana konduksi panas terjadi dan mencoba mengukur spektrum benda langit, termasuk matahari dan nebula. Yang terakhir membantunya membuat atlas spasial dan mendemonstrasikan hubungan antara penyerapan cahaya dan emisinya.

Rumus difraksi Kirchhoff

Kirchhof menggunakan teori difraksi yang disajikan oleh Fresnel pada tahun 1818 untuk mengembangkan rumus yang menjelaskan bagaimana gelombang cahaya berperilaku ketika melewati celah kecil.

Spektrograf dan teknik analisis spektografik baru

Sebagaimana dicatat, kolaborasi antara Gustav Kirchhoff dan Robert Bunsen selama mereka tinggal di Universitas Heidelberg sangat membuahkan hasil. Kedua ilmuwan mencoba teknik perintis untuk analisis spektrografi. Dalam praktiknya, ini memungkinkan mereka menemukan dua unsur kimia baru: rubidium dan cesium.

Untuk membuat penemuan ini, kedua peneliti harus membuat instrumen baru: spektrograf modern. Ini memproyeksikan nyala api ke dasar skala panjang gelombang yang berbeda. Dengan demikian, mereka dapat menemukan garis spektrum, yang muncul ketika cahaya terurai menjadi spektrumnya.

Komposisi spektral Matahari

Penyelidikan Kirchhoff lainnya adalah mencoba mengukur komposisi spektral bintang kita, Matahari.

Penelitian ini memungkinkannya untuk mengetahui bahwa ketika cahaya melewati semua jenis gas, ia menyerap panjang gelombangnya, sama seperti jika sebelumnya dipanaskan. Properti ini dinamai garis Fraunhofer.

Kirchhoff menggunakan pengetahuan yang diperoleh sebagai penjelasan untuk garis-garis gelap yang ada dalam spektrum matahari dan yang meningkat ketika sinar matahari melewati nyala api. Hasil dari penelitian ini adalah diundangkannya Undang-undang Emisi Kirchhoff-Clausius dan merupakan awal dari babak baru dalam bidang astronomi.

Ilmuwan menggunakan hasil yang diperoleh untuk menentukan, pada tahun 1861, keberadaan unsur-unsur seperti magnesium, seng, natrium atau tembaga di Matahari, seperti yang terjadi di kerak bumi.

Akhirnya, studi ini membantunya membuat peta spektrum matahari. Peta itu, dicetak dalam empat warna, dipesan oleh Berlin Academy of Sciences.

Deformasi pelat elastis

Ilmuwan juga menghabiskan sebagian waktunya untuk memecahkan beberapa masalah yang berkaitan dengan pelat elastis dan deformasi mereka.

Teori pertama tentang subjek ini telah diterbitkan oleh Sophie Germain dan Siméon Denis Poisson dan, kemudian, disempurnakan oleh Claude-Louis Navier. Tugas Kirchhoff, yang menggunakan kalkulus diferensial, adalah menjawab pertanyaan yang masih belum terpecahkan.

Karya dan publikasi

Gustav Kirchhoff adalah penulis, sendiri atau bekerja sama dengan rekan lainnya, dari beberapa karya ilmiah.

Di antara yang paling penting adalah salah satu yang dikhususkan untuk unsur kimia dan spektrumnya, Untersuchungen über das Sonnenspektrum und die Spektren chemischer Elementen (1861-1863); empat jilidnya tentang fisika matematika, Vorlesungen über mathematischen Physik (1876-1894), dan Gesammelte Abhandlungen.

Penghargaan dan kehormatan

Kontribusi Gustav Kirchhoff untuk sains diakui oleh banyak institusi pada masanya. Di antara mereka yang menunjuknya sebagai anggota adalah Royal Society, Akademi Seni dan Sains Amerika, Akademi Sains Rusia, dan Akademi Sains Prusia.

Selain itu, ilmuwan tersebut juga menerima penghargaan dan hadiah berikut sebagai pengakuan atas karyanya.

- Order of Merit of Science dan Seni.

- Medali Rumford.

- Ordo Maximilian Bavaria untuk Sains dan Seni.

- Medali Matteucci.

- Medali Davy.

Setelah kematiannya, ia juga menerima medali Jansen dan kawah bulan dan asteroid yang dibaptis dengan nama belakangnya.

Referensi

1. Biografi dan Kehidupan. Gustav Kirchhoff. Diperoleh dari biografiasyvidas.com
2. McAllister, Willy. Hukum Kirchhoff. Dipulihkan dari es.khanacademy.org
3. Ekuador. Gustav Kirchhoff. Diperoleh dari ecured.cu
4. Editor Encyclopaedia Britannica. Gustav Kirchhoff. Diperoleh dari britannica.com
5. Ilmuwan Terkenal. Gustav Kirchhoff. Diperoleh dari Famousscientists.org
6. Ensiklopedia Dunia Baru. Gustav Kirchhoff. Diperoleh dari newworldencyclopedia.org
7. Institut Sejarah Sains. Robert Bunsen dan Gustav Kirchhoff. Diperoleh dari sciencehistory.org
8. Robertson, EF; O'Connor, JJ Gustav Robert Kirchhoff. Diperoleh dari groups.dcs.st-and.ac.uk