Gustav Kirchhoff

Lore & Background

Gustav Robert Kirchhoff wurde am 12. März 1824 in Königsberg, Preußen, als Sohn von Friedrich Kirchhoff, einem Rechtsanwalt, und Johanna Henriette Wittke geboren. Seine Familie war lutherisch in der Evangelischen Kirche Preußens. Er studierte an der Universität Königsberg und besuchte das mathematisch-physikalische Seminar unter der Leitung von C. G. J. Jacobi, Franz Ernst Neumann und Friedrich Julius Richelot. 1845 formulierte Kirchhoff im Rahmen einer Seminarübung, die später unter Neumanns Betreuung zu seiner Doktorarbeit wurde, zwei Schaltkreisgesetze, die heute in der Elektrotechnik allgegenwärtig sind. Er schloss sein Studium 1847 ab und wurde Privatdozent an der Universität Berlin, dann 1850 Professor an der Universität Breslau und wechselte 1854 an die Universität Heidelberg, wo er mit Robert Bunsen auf dem Gebiet der Spektroskopie zusammenarbeitete. 1875 kehrte er nach Berlin zurück und blieb dort bis zu seinem Tod im Jahr 1887.

Kirchhoff heiratete 1857 Clara Richelot, die Tochter seines Mathematikprofessors; sie hatten fünf Kinder. Nach Claras Tod im Jahr 1869 heiratete er 1872 Luise Brömmel. Er starb am 17. Oktober 1887 in Berlin im Alter von 63 Jahren und ist auf dem Alten St.-Matthäus-Kirchhof in Schöneberg, Berlin, in der Nähe der Gräber der Brüder Grimm begraben.

In seiner Forschung berechnete Kirchhoff 1857, dass sich ein elektrisches Signal in einem widerstandslosen Draht mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet. 1859 schlug er ein Gesetz der Wärmestrahlung vor und lieferte 1861 einen Beweis. Mit Bunsen verbesserte er Fraunhofers Spektroskop, nutzte es 1859, um zu zeigen, dass die Sonne Natrium enthält, und entdeckte 1861 Caesium und Rubidium. Er formalisierte drei Gesetze der Spektroskopie, die kontinuierliche, Emissions- und Absorptionsspektren beschreiben. Er trug auch zur Optik bei, indem er die Wellengleichung löste, um eine Grundlage für das Huygenssche Prinzip zu schaffen. In der Thermochemie zeigte er 1858, dass die Änderung der Reaktionswärme mit der Temperatur durch die Differenz der Wärmekapazität zwischen Produkten und Reaktanten gegeben ist. In der Graphentheorie bewies er den Kirchhoffschen Matrix-Baum-Satz.

Reader's Guide

Die Bedeutung Gustav Kirchhoffs liegt in seinen zahlreichen grundlegenden Beiträgen zur Physik und Mathematik. Seine 1845 formulierten Schaltkreisgesetze sind nach wie vor unverzichtbare Werkzeuge in der Elektrotechnik und regeln Strom und Spannung in Netzwerken. Sein 1859 vorgeschlagenes Gesetz der Wärmestrahlung führte das Konzept eines schwarzen Körpers (ein von ihm 1860 geprägter Begriff) ein und postulierte ein universelles Strahlungsgesetz, das später Max Planck zur Entdeckung des Wirkungsquantums veranlasste und die Quantenmechanik begründete. In der Spektroskopie lieferten Kirchhoffs drei Gesetze – die kontinuierliche, Emissions- und Absorptionsspektren beschreiben – einen systematischen Rahmen für die Analyse von Licht glühender Objekte, was die Identifizierung von Elementen in der Sonne und die Entdeckung von Caesium und Rubidium mit Robert Bunsen ermöglichte. Seine Arbeiten zur Thermochemie ergaben eine Beziehung für die Temperaturabhängigkeit von Reaktionswärmen, und seine Beugungsformel sowie der Matrix-Baum-Satz brachten die Optik bzw. die Graphentheorie voran. Der Bunsen-Kirchhoff-Preis für Spektroskopie ist nach ihm und Bunsen benannt. Kirchhoffs Vermächtnis lebt durch die vielen Konzepte und Gesetze fort, die seinen Namen tragen und weltweit in Physik-, Ingenieur- und Chemielehrplänen gelehrt werden.

Did You Know?

• Kirchhoff prägte den Begriff „schwarzer Körper“ im Jahr 1860.
• Er berechnete 1857, dass sich ein elektrisches Signal in einem widerstandslosen Draht mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet.
• Kirchhoff und Robert Bunsen entdeckten 1861 die Elemente Caesium und Rubidium.
• Er ist auf dem Alten St.-Matthäus-Kirchhof in Berlin begraben, nur wenige Meter von den Gräbern der Brüder Grimm entfernt.

Bemerkenswerte Zitate (Wikiquote)

„Sehen Sie, es ist mir endlich gelungen, etwas Gold aus der Sonne zu holen.“ — Gustav Kirchhoff „nachdem sein Bankier den Wert der Untersuchung von Gold in den Fraunhofer-Linien der Sonne in Frage gestellt hatte und Kirchhoff ihm eine Medaille überreichte, die er für seine Forschungen erhalten hatte.“ — Gustav Kirchhoff „Eine Denkschrift über Gustav Robert Kirchhoff, von Robert von Helmholtz, übersetzt von Joseph De Perott, im Jahresbericht des Board of Regents der Smithsonian Institution, Smithsonian Institution (1890), S. 537.“ — Gustav Kirchhoff „Wärmestrahlen haben dieselbe Natur wie Lichtstrahlen... Die unsichtbaren Wärmestrahlen unterscheiden sich von Lichtstrahlen nur durch die Schwingungsdauer oder die Wellenlänge.“ — Gustav Kirchhoff