Gustav Kirchhoff
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Gustav Kirchhoff. Personaje que realizó las principales contribuciones científicas en el campo de los circuitos eléctricos, la teoría de placas, la óptica, la espectroscopia y la emisión de radiación de cuerpo negro.
Sumario
Síntesis biográfica
Infancia y juventud
Nace el 12 de marzo de 1824, en Berlín, Alemania. El padre de Gustav Kirchhoff fue Friedrich Kirchhoff, un consejal de derecho en Königsberg que tenía un alto sentido del deber hacia el Estado prusiano. Su madre fue una mujer llamada Johanna Henriettte Wittke. La familia era parte de la floreciente comunidad intelectual de Königsberg, y Gustav, el hijo más capaz de los Kirchhoff, fue criado con la creencia de que el servicio a Prusia era el único camino abierto para él. En ese tiempo los profesores universitarios eran también funcionarios públicos, así que los padres de Gustav creyeron que ser un profesor universitario representaba la posición adecuada donde alguien con altas habilidades académicas podía servir a Prusia.
Estudios realizados
Dadas las habilidades académicas de Gustav en la escuela, su futura carrera continuó de forma natural. Kirchhoff fue educado en Königsber, donde ingresó a la Universidad Albertus que había sido fundada en 1544 por Albert, el primer duque de Prusia. Franz Neumann y Jacobi habían instaurado conjuntamente un seminario de físico-matemáticas para introducir a sus alumnos a los métodos de investigación. Kirchhoff asistió a dicho seminario de 1843 a 1846. Sin embargo, 1843 fue el año en que Jacobi llegó a estar indispuesto, y fue Neumann quien influenció a Kirchhoff de forma muy positiva. Los intereses de Neumann estaban en un principio enfocados en físico matemáticas, pero en el tiempo en que Kirchoff empezó a estudiar en Königsberg, Neumann volvió sus intereses hacia la inducción eléctrica. De hecho Neumann publicó el primero de sus dos estudios especializados en inducción en 1845, mientras Kirchhoff estudiaba con él. Kirchhoff fue instruido en matemáticas en la Universidad de Königsberg por Friedrich Jules Richelot.
Fue mientras estaba estudiando con Neumann que Kirchhoff hizo su primera contribución sobresaliente en investigación relacionada con las corrientes eléctricas. En 1847, Kirchhoff se graduó en la Universidad de Königsberg y se mudó a Berlín en un momento en el que la situación estaba llena de tensiones, principalmente debido a la pobreza de condiciones en la Confederación Alemana. El desempleo y las malas cosechas, entre otras cosas provocaron disturbios, y Luis Felipe I de Francia fue destronado por una sublevación en París en febrero de 1848, causando grandes revoluciones en varios estados alemanes y conflictos en Berlín. Los sentimientos socialistas y republicanos ponían en peligro la Monarquía, pero Kirchhoff gozaba de una posición privilegiada y no fue muy afectado por los acontecimientos a su alrededor, de modo que siguió adelante con su carrera.
Trayectoria profesional
El trabajo fundamental de Kirchhoff en la radiación del cuerpo negro fue fundamental para el desarrollo de la teoría cuántica. Joseph von Fraunhofer había observado las líneas brillantes en el espectro producido por las llamas y notó que aparecían en frecuencias similares a las líneas oscuras en el espectro del Sol. Para hacer un mayor progreso, se requería de las formas puras de estas sustancias, pues al contener impurezas se producía una imagen confusa de las líneas. Kirchhoff fue capaz de hacer este importante avance, produciendo las formas puras de las sustancias estudiadas, y en el 1859 pudo darse cuenta de que cada elemento tenía características únicas en el espectro. Presentó su ley de la radiación enunciando lo descubierto, diciendo que para un átomo o molécula dada, la emisión y absorción de frecuencias son las mismas. Kirchhoff y Bunsen estudiaron el espectro del Sol en 1861, identificando los elementos químicos de la atmósfera solar, y descubriendo dos nuevos elementos en el transcurso de sus investigaciones, el Cesio y el Rubidio.
Kirchhoff es mejor conocido por ser el primero en explicar las líneas oscuras del espectro del sol como resultado de la absorción de longitudes de onda particulares conforme la luz pasa a través de los gases presentes en la atmósfera solar, revolucionando con ello la astronomía.
Con Clara, su primera esposa, tuvo tres hijos y dos hijas, que crió solo al morir Clara en 1869, labor que se le dificultó con una discapacidad que le obligó a pasar gran parte de su vida en muletas o en silla de ruedas. En 1872 se casó con Luise Brömmel, originaria de Goslar, en Heidelberg, lugar en el que permaneció a pesar de recibir ofertas de otras universidades. A medida que su salud empeoraba, le resultaba más difícil practicar la experimentación, y por ello en 1875, cuando le fue ofrecida la cátedra de físico matemáticas en Berlín, la aceptó puesto que le permitía continuar haciendo contribuciones a la enseñanza y la investigación teórica sin que afectara su precaria salud. Su tratado mejor conocido, publicado posteriormente a que dejó la cátedra en Berlín, es su obra maestra de cuatro volúmenes Vorlesungen über mathematische Physik (1876-1894).
Aportes
En 1845 enunció las denominadas leyes de Kirchhoff aplicables al cálculo de tensiones, intensidades y resistencias en el sí de una malla eléctrica, entendidas como una extensión de la ley de la conservación de la energía, basándose en la teoría del físico Georg Simon Ohm, según la cual la tensión que origina el paso de una corriente eléctrica es proporcional a la intensidad de la corriente.
En 1847 ejerció como Privatdozent (profesor no asalariado) en la Universidad de Berlín, y al cabo de tres años aceptó el puesto de profesor de física en la Universidad de Breslau. En 1854 fue nombrado profesor en la Universidad de Heidelberg, donde entabló amistad con Bunsen. Merced a la colaboración entre los dos científicos se desarrollaron las primeras técnicas de análisis espectrográfico, que condujeron al descubrimiento de dos nuevos elementos, el cesio 1860 y el rubidio 1861.
Enseñó en Berlín como Privatdozent en un puesto sin paga de 1848 a 1850, y fue mientras trabajaba ahí que corrigió lo que hasta ese momento se creía respecto a las corrientes eléctricas y electrostáticas. Dejó Berlín y se trasladó a Breslau al ser nombrado profesor extraordinario en este lugar. En ese mismo año, resolvió varios problemas concernientes a la deformación de placas elásticas. Una teoría temprana había sido desarrollada por Sophie Germain y Siméon Denis Poisson, pero fue Claude-Louis Navier quien dio la ecuación diferencial correcta unos años después. De cualquier manera los problemas restantes fueron resueltos por Kirchhoff usando Cálculo diferencial.
También en Breslau conoció a Robert Bunsen, quien pasó ahí un año académico de 1851 a 1852 y se volvió su asiduo amigo. En 1854, Bunsen trabajó en Heidelberg y motivó a Kirchhoff para que se mudase allí, cosa que finalmente hizo al aceptar el nombramiento de profesor de física, y colaborar de ahí en adelante con Bunsen de forma fructífera. Kirchhoff participó en el círculo reunido alrededor de Helmholtz, y que generó bastante excitación en Heidelberg. En 1857 se casó con Clara Richelot, hija de su profesor de matemáticas de Königsberg.
