كان والد جوستاف كيرشوف فريدريش كيرشوف، مستشار قانوني في كونيجسبيرج مع إحساس قوي بالواجب تجاه الدولة البروسية. كانت والدة جوستاف جوانا هنرييت ويتكي. كانت العائلة جزءًا من المجتمع الفكري المزدهر في كونيغسبيرج ، وقد نشأ جوستاف ، وهو الأكثر قدرة من أبناء فريدريش ويوهانا ، على الاعتقاد بأن الخدمة لبروسيا كانت الدورة التدريبية الوحيدة المتاحة له. يعتقد والدا غوستاف أن أساتذة الجامعات كانوا موظفين حكوميين في بروسيا في ذلك الوقت ، ولكي تصبح أستاذًا جامعيًا ، فإنهم يمثلون المنصب المناسب حيث يمكن لشخص يتمتع بقدرات أكاديمية عالية أن يخدم بروسيا. بالنظر إلى القدرات الأكاديمية لجوستاف في المدرسة ، اتبعت مسيرته المستقبلية بشكل طبيعي.
استقى كيرشوف تعليمه في كونيجسبيرج حيث التحق بجامعة ألبرتوس في كونيجسبيرج التي أسسها ألبرت ، أول دوق لبروسيا عام 1544 . فرانز نيومان و جاكوبي قد وضعت اشتركت ندوة الرياضيات الفيزياء في كنيغسبرغ في 1833 ، وأنها تستخدم لتعريف الطلاب على أساليب البحث. حضر كيرشوف ندوة نيومان - جاكوبي من عام 1843 ولغاية عام 1846 . الآن كان عام 1843 هو العام الذي صار فيه جاكوبي مريضًا ، لذلك كان نيومان هو الذي أثر على كيرشوف بطريقة إيجابية للغاية. نيومانكانت اهتماماته في هذا الوقت راسخة في الفيزياء الرياضية ، وفي الوقت الذي بدأ فيه كيرشوف الدراسة في كونيجسبيرج ، أصبح نيومان مهتمًا بالحث الكهربائي. في الواقع ، نشر نيومان أول ورقتين رئيسيتين له عن الحث الكهربائي في عام 1845 بينما كان كيرشوف يدرس معه. درس كيرشوف الرياضيات في جامعة كونيجسبيرج على يد فريدريك جول ريشيلوت.
أثناء دراسته مع نيومان ، قدم كيرشوف أول مساهمة بحثية بارزة له تتعلق بالتيارات الكهربائية. قوانين كيرشوف ، التي أعلن عنها عام 1845، يسمح بحساب التيارات والفولتية والمقاومات في الدوائر الكهربائية ذات الحلقات المتعددة ، مما يوسع عمل أوم . اعتبر كيرشوف شبكة كهربائية تتكون من دوائر متصلة في عقد الشبكة وأعطى قوانين تقلل من حساب التيارات في كل حلقة لحل المعادلات الجبرية. ينص القانون الأول على أن مجموع التيارات في عقدة معينة يساوي مجموع التيارات الخارجة من تلك العقدة. ينص القانون الثاني على أن مجموع القوى الدافعة الكهربائية في حلقة في الشبكة يساوي مجموع القطرات المحتملة ، أو الفولتية عبر كل من المقاومات ، في الحلقة.
اتبعت قوانين كيرشوف من تطبيق أوملكن الطريقة التي استطاع بها تعميم النتائج أظهرت مهارات رياضية كبيرة. في هذه المرحلة ، لم يكن كيرشوف مدركًا أن تشبيه أوم بين تدفق الحرارة وتدفق الكهرباء ، والذي شكل الفهم المقبول للتيارات الكهربائية في ذلك الوقت ، أدى إلى فهم غير صحيح للتيارات الكهربائية. نظرًا لعدم تدفق الحرارة في الجسم عند درجة حرارة موحدة ، كان يُعتقد أن تيارًا ثابتًا يمكن أن يوجد في الموصل. سيؤدي عمل كيرشوف ، بعد عامين ، إلى إدراك هذا الخطأ وإعطاء فهم صحيح لكيفية الجمع بين نظرية التيارات الكهربائية والكهرباء الساكنة.
كان عام 1847 حافلًا بالأحداث بالنسبة لكيرتشوف. تخرج من كونيجسبيرج في تلك السنة وانتقل إلى برلين في1847 في وقت صعب بشكل خاص عندما كانت التوترات عالية بسبب الظروف السيئة في الاتحاد الألماني. أدت البطالة وفشل المحاصيل إلى استياء واضطرابات ، واندلعت المتاعب بسبب الأخبار التي تفيد بأن لويس فيليب قد أطيح به من قبل انتفاضة في باريس في فبراير 1848 . اندلعت ثورات في العديد من الولايات الألمانية وحدث قتال في برلين. كانت المشاعر الجمهورية والاشتراكية تعني أن النظام الملكي كان في مأزق ، لكن كيرشوف كان في وضع متميز ولم يتأثر بالأحداث من حوله بينما كان يمضي قدمًا في مسيرته المهنية.
درس في برلين في وظيفة غير مدفوعة الأجر من 1848 إلى 1850، وأثناء عمله في برلين قام بتصحيح الفهم المقبول للتيارات الكهربائية والكهرباء الساكنة الذي أشرنا إليه أعلاه. غادر برلين متوجهاً إلى بريسلاو في عام 1850 عندما تم تعيينه أستاذاً استثنائياً هناك. في العام الذي وصل فيه إلى بريسلاو ، حل كيرشوف مشكلة تتعلق بتشوه الصفائح المرنة. طور جيرمان وبواسون شكلاً مبكرًا من النظرية ، لكن نافير هو الذي أعطى المعادلة التفاضلية الصحيحة بعد بضع سنوات. ومع ذلك ، بقيت المشكلات التي حلها كيرشوف باستخدام حساب التفاضل والتكامل.
بينما كان كيرشوف في بريسلاو التقى ببنسن الذي أمضى العام الدراسي 1851 - 52هناك؛ يصبح الاثنان صديقين قويين ودائمين. في عام 1854 ، شجع بنسن ، الذي كان يعمل في هايدلبرغ ، ودعم كيرشوف للانتقال إلى هناك. قبل كيرشوف عرض التعيين كأستاذ للفيزياء وبدأ تعاونًا مثمرًا مع بنسن. شارك في الإثارة الأكاديمية والاجتماعية التي ولدت في هايدلبرغ من قبل الدائرة المتجمعة حول هيلمهولتز . في عام 1857 تزوج من كلارا ريشلوت. كانت ابنة فريدريش ريشيلوت ، أحد أساتذته في الرياضيات من كونيجسبيرج.
لم يكن كيرشوف هو الوحيد الذي يعمل في ذلك الوقت على التيارات الكهربائية. كان فيلهلم ويبر ورودولف كولراوش يعملان أيضًا على طبيعة مثل هذه التيارات ونشروا نتائج مماثلة لتلك الخاصة بكيرشوف حولها1857 سرعة تيار في سلك عالي التوصيل. اكتشف كل من Kirchhoff و Weber أن السرعة مستقلة عن طبيعة السلك وكانت تقريبًا مساوية لسرعة الضوء. ومع ذلك ، فقد رفض كلاهما هذا باعتباره مصادفة بدلاً من اتخاذ الخطوة التي اتخذها ماكسويل بعد خمس سنوات من استنتاج أن الضوء كان ظاهرة كهرومغناطيسية.
كان العمل الأساسي لكيرشوف على إشعاع الجسم الأسود ( وهو مصطلح قدمه في عام 1862) مهمًا في تطوير نظرية الكم. لاحظ فراونهوفر خطوطًا ساطعة في الطيف تنتجها النيران ولاحظت أنها تظهر بترددات مماثلة لبعض الخطوط المظلمة في طيف الشمس. لتحقيق مزيد من التقدم ، ومع ذلك ، المطلوبة أشكال نقية من المواد ، لأنه في حالة وجود شوائب ، فإن هذه الخلط بين الصورة عن طريق خطوط الإنتاج. كان كيرشوف قادرًا على تحقيق اختراق أساسي من خلال إنتاج أشكال أنقى من المواد مما كان عليه الحال في السابق. ثم استطاع أن يرى ، في عام 1859 ، أن لكل عنصر طيفًا مميزًا فريدًا. قدم قانون الإشعاع الخاص به ، حيث ذكر أنه بالنسبة لذرة أو جزيء معين ، فإن ترددات الانبعاث والامتصاص هي نفسها.
ذهب كيرشوف وبونسن لفحص طيف الشمس في عام 1861وتمكنوا من التعرف على العناصر الكيميائية في الغلاف الجوي للشمس. اكتشفوا عنصرين جديدين ، السيزيوم والروبيديوم في سياق تحقيقاتهم. ربما اشتهر كيرشوف بكونه أول من شرح الخطوط المظلمة في طيف الشمس على أنها ناتجة عن امتصاص أطوال موجية معينة أثناء مرور الضوء عبر الغازات في الغلاف الجوي للشمس. بدأ هذا العمل حقبة جديدة في علم الفلك.
مع كلارا ، زوجته الأولى ، كان لدى كيرشوف ثلاثة أبناء وبنتان ، وتُرك لتربيهم بمفرده في عام 1869 عندما توفيت كلارا. وقد زادت صعوبة ذلك بسبب إعاقة جعلته يقضي معظم حياته على عكازين أو على كرسي متحرك. تزوج لاحقًا من لويز بروميل ، التي كانت من جوسلار ، في هايدلبرغ عام 1872. تلقى Kirchhoff عروضًا من جامعات أخرى لكنه كان سعيدًا في هايدلبرغ ورفض مثل هذه العروض. ومع ذلك ، عندما بدأت صحته في التدهور ، أدرك أن الجانب التجريبي للموضوع ، الذي كان يستمتع به كثيرًا ، أصبح صعبًا بشكل متزايد. لذلك ، في عام 1875 عندما عُرض عليه كرسي الفيزياء الرياضية في برلين ، وافق على ذلك لأنه سمح له بالاستمرار في تقديم مساهمة قوية في التدريس والبحث النظري دون المشاكل التي كانت تسببه له صحته السيئة في إجراء التجارب. أطروحته الأكثر شهرة ، التي نُشرت بعد أن تولى الكرسي في برلين ، هي تحفة من أربعة مجلدات Vorlesungen über mathematische Physik Ⓣ (1876 - 94) .
في [ 1 ] يلخص روزنفيلد مساهمة كيرشوف: -
في فترة توسع الآفاق العلمية ، تظهر الحاجة قريبًا للترتيب والتحليل المنطقي للمعرفة الجديدة. من بين علماء الفيزياء البارزين في القرن التاسع عشر ، كان كيرشوف هو الشخص الأنسب لمزاجه لهذه المهمة. سعى في جميع أعماله إلى الوضوح والدقة في البيان الكمي للتجربة ، باستخدام نهج مباشر ومباشر وأفكار بسيطة. إن أسلوب تفكيره بشكل ظاهر في مشاركاته ذات القيمة العملية المباشرة ( قوانين الشبكات الكهربائية ) كما هو الحال في تلك التي لها آثار واسعة ( طريقة التحليل الطيفي ) .
كمدرس كانت مساهمته كبيرة: -
يمكن الاستدلال على تفوق كيرشوف كمدرس من النص المطبوع لمحاضراته ( تمكن من نشر تلك المتعلقة بالميكانيكا فقط ، بينما تم تحرير الآخرين بعد وفاته ) . لقد وضعوا معيارًا لتدريس الفيزياء النظرية الكلاسيكية في الجامعات الألمانية ، في الوقت الذي كانوا يحتلون فيه مكانة رائدة في تطوير العلوم.
كانت للنصوص التي كتبها أيضًا قيمة دائمة وساهمت في التطور القوي للفيزياء النظرية في ألمانيا في الأربعين عامًا التي أعقبت وفاته.
المراجع
mathshistory.st-andrews.ac.uk
التصانيف
تراجم أعلام العلوم الاجتماعية شخصيات