Gustav Kirchhoff

Lore & Background

Gustav Robert Kirchhoff est né le 12 mars 1824 à Königsberg, en Prusse, de Friedrich Kirchhoff, avocat, et de Johanna Henriette Wittke. Sa famille était luthérienne au sein de l'Église évangélique de Prusse. Il étudia à l'Université de Königsberg, où il suivit le séminaire mathématico-physique dirigé par C. G. J. Jacobi, Franz Ernst Neumann et Friedrich Julius Richelot. En 1845, dans le cadre d'un exercice de séminaire qui devint plus tard sa thèse de doctorat supervisée par Neumann, Kirchhoff formula deux lois des circuits aujourd'hui omniprésentes en génie électrique. Il obtint son diplôme en 1847 et devint Privatdozent à l'Université de Berlin, puis professeur à l'Université de Breslau en 1850, et en 1854, il s'installa à l'Université de Heidelberg, où il collabora avec Robert Bunsen en spectroscopie. En 1875, il retourna à Berlin, où il resta jusqu'à sa mort en 1887.

Kirchhoff épousa Clara Richelot, fille de son professeur de mathématiques, en 1857 ; ils eurent cinq enfants. Après la mort de Clara en 1869, il épousa Luise Brömmel en 1872. Il mourut le 17 octobre 1887 à Berlin à l'âge de 63 ans et est enterré à l'Alter St.-Matthäus-Kirchhof à Schöneberg, Berlin, près des tombes des frères Grimm.

Dans ses recherches, Kirchhoff calcula en 1857 qu'un signal électrique dans un fil sans résistance se déplace à la vitesse de la lumière. En 1859, il proposa une loi du rayonnement thermique et en donna une preuve en 1861. Avec Bunsen, il améliora le spectroscope de Fraunhofer, l'utilisa en 1859 pour montrer que le Soleil contient du sodium, et découvrit le césium et le rubidium en 1861. Il formalisa trois lois de la spectroscopie décrivant les spectres continus, d'émission et d'absorption. Il contribua également à l'optique en résolvant l'équation d'onde pour fournir une base au principe de Huygens. En thermochimie, il montra en 1858 que la variation de la chaleur de réaction avec la température est donnée par la différence de capacité calorifique entre les produits et les réactifs. En théorie des graphes, il démontra le théorème de Kirchhoff sur les arbres matriciels.

Reader's Guide

L'importance de Gustav Kirchhoff réside dans ses multiples contributions fondamentales à travers la physique et les mathématiques. Ses lois des circuits, formulées en 1845, restent des outils essentiels en génie électrique, régissant le courant et la tension dans les réseaux. Sa loi du rayonnement thermique, proposée en 1859, introduisit le concept de corps noir (un terme qu'il inventa en 1860) et postula une loi de rayonnement universelle qui conduisit plus tard Max Planck à découvrir le quantum d'action, initiant ainsi la mécanique quantique. En spectroscopie, les trois lois de Kirchhoff — décrivant les spectres continus, d'émission et d'absorption — fournirent un cadre systématique pour analyser la lumière des objets incandescents, permettant l'identification d'éléments dans le Soleil et la découverte du césium et du rubidium avec Robert Bunsen. Ses travaux en thermochimie donnèrent une relation pour la dépendance en température des chaleurs de réaction, et sa formule de diffraction ainsi que son théorème des arbres matriciels firent progresser respectivement l'optique et la théorie des graphes. Le prix Bunsen–Kirchhoff pour la spectroscopie porte son nom et celui de Bunsen. L'héritage de Kirchhoff perdure à travers les nombreux concepts et lois qui portent son nom, enseignés dans les programmes de physique, d'ingénierie et de chimie du monde entier.

Did You Know?

• Kirchhoff a inventé le terme « corps noir » en 1860.
• Il a calculé en 1857 qu'un signal électrique dans un fil sans résistance se déplace à la vitesse de la lumière.
• Kirchhoff et Robert Bunsen ont découvert les éléments césium et rubidium en 1861.
• Il est enterré à l'Alter St.-Matthäus-Kirchhof à Berlin, à quelques mètres seulement des tombes des frères Grimm.

Citations notables (Wikiquote)

« Regardez, j'ai enfin réussi à extraire un peu d'or du soleil. » — Gustav Kirchhoff « après que son banquier eut remis en question l'intérêt d'étudier l'or dans les raies de Fraunhofer du soleil et que Kirchhoff lui eut remis une médaille reçue pour ses recherches. » — Gustav Kirchhoff « Mémoire de Gustav Robert Kirchhoff, par Robert Von Helmholtz, traduit par Joseph De Perott, dans le Rapport annuel du Conseil de régents de l'Institution Smithsonian, Institution Smithsonian (1890), p. 537. » — Gustav Kirchhoff « Les rayons de chaleur ont la même nature que les rayons lumineux... Les rayons de chaleur invisibles ne se distinguent des rayons lumineux que par la période de vibration ou la longueur d'onde. » — Gustav Kirchhoff