古斯塔夫·羅伯特·基爾霍夫

古斯塔夫·羅伯特·基爾霍夫（Gustav Robert Kirchhoff，1824～1887），德國物理學家，出生於肯尼希斯堡（今天：加里寧格勒）。他提出了穩恆電路網路中電流、電壓、電阻關係的兩條電路定律，即著名的基爾霍夫電流定律（KCL）和基爾霍夫電壓定律（KVL），解決了電器設計中電路方面的難題。

基本介紹

• 中文名：古斯塔夫·羅伯特·基爾霍夫
• 外文名：Gustav Robert Kirchhoff
• 國籍：德國
• 出生日期：1824年3月12日
• 逝世日期：1887年10月17日
• 職業：教授
• 主要成就：提出穩恆電路的電路定律

人物經歷

1824年3月12日生於普魯士的肯尼希斯堡（今為俄羅斯加里寧格勒），1887 年10 月17日卒於柏林。

基爾霍夫在柯尼斯堡大學讀物理，1847年畢業後去柏林大學任教，3年後去布雷斯勞作臨時教授。1854年由化學家本生推薦任海德堡大學教授。1875年到柏林大學作理論物理教授，直到逝世。

主要成就

電路設計

1845年，21歲時他發表了第一篇論文，提出了穩恆電路網路中電流、電壓、電阻關係的兩條電路定律，即著名的基爾霍夫電流定律（KCL）和基爾霍夫電壓定律（KVL），解決了電器設計中電路方面的難題。後來又研究了電路中電的流動和分布，從而闡明了電路中兩點間的電勢差和靜電學的電勢這兩個物理量在量綱和單位上的一致。使基爾霍夫電路定律具有更廣泛的意義。直到現在，基爾霍夫電路定律仍舊是解決複雜電路問題的重要工具。基爾霍夫被稱為“電路求解大師”。

熱輻射

1859年，基爾霍夫做了用燈焰燒灼食鹽的實驗。在對這一實驗現象的研究過程中，得出了關於熱輻射的定律，後被稱為基爾霍夫定律（Kirchoff's law）：基爾霍夫根據熱平衡理論導出，任何物體對電磁輻射的發射本領和吸收本領的比值與物體特性無關，是波長和溫度的普適函式，即與吸收係數成正比。並由此判斷：太陽光譜的暗線是太陽大氣中元素吸收的結果。這給太陽和恆星成分分析提供了一種重要的方法，天體物理由於套用光譜分析方法而進入了新階段。

1862年他又進一步得出絕對黑體的概念。他的熱輻射定律和絕對黑體概念是開闢20世紀物理學新紀元的關鍵之一。1900年M.普朗克的量子論就發軔於此。

化學

在海德堡大學期間製成光譜儀，與化學家本生合作創立了光譜化學分析法（把各種元素放在本生燈上燒灼，發出波長一定的一些明線光譜，由此可以極靈敏地判斷這種元素的存在），從而發現了元素銫和銣。科學家利用光譜化學分析法，還發現了鉈、碘等許多種元素。

基爾霍夫（左）與本生（右）

首個光譜儀

光學理論

給出了惠更斯-菲涅耳原理的更嚴格的數學形式，對德國的理論物理學的發展有重大影響。著有《數學物理學講義》4卷。

他還討論了電報信號沿圓形截面導線的擾動。

薄板直法線理論

1850年，在柏林大學執教的基爾霍夫發表了他關於板的重要論文《彈性圓板的平衡與運動》（Ueber das Gleichgewicht und die elastischen Scheibe：Credles Journal，Bd.40,S.51-88）。 基爾霍夫的論文指出泊松的錯誤。論文從三維彈性力學的變分開始，引進了關於板的變形的假設，這就是：

1. 任一垂直於板面的直線，在變形後仍保持垂直於變形後的板面。

2. 板的中面，在變形過程中沒有伸長變形。

這個假設後來被逐步改進，形成現今的直法線假設。在論文中基爾霍夫給出了搬到邊界條件的正確提法，並且給出了圓板的自由振動解，同時比較完整地給出了振動的節線表達式，從而較好地回答了克拉尼問題。至此彈性板的理論問題才算是告一段落。這就是力學界著名的基爾霍夫薄板假設。