OHM & KIRCHHOFF

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GUSTAV ROBERT KIRCHHOFF

GEORG OHM

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INFORMAZIONI PRINCIPALI

GEORG OHM

Ohm fu un importante fisico e matematico tedesco, che fece importanti scoperte soprattutto nell'ambito dell'elettricità.

Erlangen, 1789 - Monaco di Baviera, 1854

LA VITA

I SUOI STUDI

I PRIMI ANNI

I SUOI SUCCESSI

GLI ULTIMI ANNI

ERLANGEN

10º

THIS WEEK

HISTORICAL MONTHLY AVG

0º

Monday

• Figlio di una famiglia tedesca benestante.
• Ricevette un'ottima educazione scientifica sia dal padre che da insegnanti privati.

9º

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Rain

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29.7

10º

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Mar

0º

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I SUOI STUDI

• Nel 1805 entrò nell'università di Erlangen, ma dopo poco tempo si ritirò perchè non concentrato sugli studi.
• Nel 1806 divenne insegnate di matematica in una scuola svizzera.
• Si licenziò per iniziare un percorso da autodidatta in matematica.

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I SUOI SUCCESSI

• Svolse diversi mestieri, tra cui il professore universitario, l'insegnante di matematica e di fisica, il rettore al politecnico di Norimberga e il consulente dell'amministrazione di telegrafi.
• Iniziò a fare i primi esperimenti nei laboratori scolastici e a pubblicarne i risultati.

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MONACO DI BAVIERA

17º

Historical Monthly Avg

THIS WEEK

20º

• Nel 1842 divenne membro della Royal Society, dell'Accademia di Berlino e di Torino ed ottenne la cattedra di fisica nell'università di Monaco.

• I suoi successi vennero riconosciuti tardi poichè Ohm ebbe delle discussioni con uomini di prestigio e si approcciava in modo matematico a degli argomenti studiati in modo non matematico.

Monday

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20º

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Jul

17º

17º

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Gli ambiti in cui dimostrò avere maggliore interesse furono:

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ACUSTICA

ELETTRICITA'

OTTICA

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LEGGI DI OHM

• PRIMA LEGGE DI OHM: la differenza di potenziale agli estremi di un filo percorso da corrente è direttamente proprorzionale all'intensità della corrente.

• Non è una legge generale, ma vale solo per alcuni materiali in determinate condizioni.

V = IR

MATERIALI OHIMICI = in questi materiali la differenza di potenziale agli estremi è legata all'intensità di corrente che circola con proporzionalità diretta.

• Unità di misura: OHM (Ω) = resistenza che un filo oppone al passaggio di una corrente di 1 ampere, quando agli estremi è applicata una differenza di potenziale di 1 volt.

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LEGGI DI OHM

• SECONDA LEGGE DI OHM: in un filo conduttore la resistenza è direttamente proporzionale alla lunghezza e inversamente proporzionale all'area.

• La resistenza di un materiale dipende dalla sua resistività. La resistività è direttamente proporzionale alla resistenza.

• Unità di misura: OHM PER METRO (Ω m).

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LEGGE DI ACUSTICA DI OHM

• Riguarda il modo in cui vengono percepiti i toni.

• Afferma che la pressone sonora e la velocità delle particelle sono direttamente proporzionali.

• Le supposizioni che fece per ottenere la legge non erano fondate su una matematica certa, infatti venne confutata da diversi fisici.

• Oggi è conosciuta per la sua verità infondata.

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INFORMAZIONI PRINCIPALI

GUSTAV ROBERT KIRCHHOFF

Kirchhoff fu un importante fisico tedesco che fece ricerche in ognuna delle scienze scientifiche: questo gli permise di collaborare con grandi figure dell'epoca.

Konisberg, 1824 - Berlino, 1887

LA VITA

I SUOI STUDI

I PRIMI ANNI

GLI ULTIMI ANNI

KONISBERG

10º

THIS WEEK

HISTORICAL MONTHLY AVG

0º

Monday

• Nacque in una famiglia molto patriottica, dove si credeva che l'unico modo in cui Kirchhoff potesse servire la patria fosse diventando professore universitario.
• Ricevette un'educazione di tipo matematico-fisico, che poi continuò all'università.

9º

Tuesday

Max Temp.

Rain

5º

Wednesday

10º

29.7

10º

Thursday

10º

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3º

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Min Temp.

Mar

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0º

Sunday

I SUOI STUDI

• Si formò presso l'università di Konisberg, dove conobbe Neumann.
• Si trasferì a Berlino dove ottenne una cattedra all'università di Breslavia, e qui conobbe Bunsen.
• Chiamato da Bunsen, si traferì all'università di Heidelberg e i due iniziarono a lavorare insieme.
• Concluse la sua carriera ottenendo la cattedra di matematica e fisica all'università di Berlino.

FRANZ ERNST NEUMANN

Fisico, cristallografo e matematico tedesco

• Inizialmente studiò teologia, ma dopo poco si dedicò alle amterie scientifiche, soprattutto alla cristallografia.
• Nel 1831 formulò la legge di Neumann.
• Si dedicò anche all'ottica, deducendo le leggi di doppia rifrazione nei corpi cristallini estesi.
• Assieme a Jacobi fondò un seminario per insegnare delle tecniche matematiche da applicare alla fisica sperimentale.
• Kirchhoff seguì questi seminari e fu agevolato nella formulazione delle leggi di Kirchhoff.

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ROBERT WILHELM BUNSEN

Fisico e chimico tedesco

• Studiò chimica all'università ed ottenne una cattedra nella stessa materia.
• Studiò per diverso tempo l'ossido ferrico, considerato la cura dell'arsenico, e l'acido nitrico, che permetteva di preparare elementi puri.
• Si dedicò alla spettroscopia di emissione degli elementi insieme a Kirchhoff.

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BERLINO

17º

Historical Monthly Avg

THIS WEEK

• A causa di un incidente, Kirchhoff fu costretto a passare il resto della sua vita in sedia a rotelle.
• Nel 1868 fu nominato membro della Royal Society di Edimburgo e nel 1875 membro della Royal Society.
• Morì nel 1887 a Berlino.

20º

Monday

18º

Tuesday

Max Temp.

Rain

25º

Wednesday

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29.7

20º

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By month

Min Temp.

Oct

17º

17º

Sunday

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Gli ambiti in cui dimostrò avere maggliore interesse furono:

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FISICA

CHIMICA

ASTRONOMIA

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ELETTRICITA': LEGGI DI KIRCHHOFF

• LEGGE DEI NODI: la somma algebrica delle correnti che convergono in un nodo deve essere uguale a zero; la corrente che entra ha segno positivo, quella che esce ha segno negativo.

• E' un'applicazione della conservazione della carica.

ΣI = 0

• E' un'estensione della prima legge di Ohm, infatti egli credeva che il flusso di corrente non potesse esistere senza una forza elettromotrice, con conseguenza che l'elettricità statica non può esistere in un conduttore non alimentato.

Kirchhoff si accorse di questo errore e lo comunicò ad Ohm.

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ELETTRICITA': LEGGI DI KIRCHHOFF

• LEGGE DELLE MAGLIE: la somma algebrica delle differenze di potenziale di tutte le maglie di un circuito è nulla.

• E' un'applicazione della conservazione dell'energia.

ΣV= 0

• E' una generalizzazione della legge di Ohm, infatti si può anche scrivere come ΣV = ΣIR.

Esempi di maglie nel circuito: ADE, BCE, ABCE

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LEGGI SULLA SPETTROSCOPIA

Prima di enunciare queste leggi, Kirchhoff suddivise i tipi di spettri:

1. CONTINUO = c'è una striscia luminosa continua in cui i colori si sfumano.2. DI EMISSIONE = è uno spettro a righe che si verifica quando le sostanze emettono radiazioni.3. DI ASSORBIMENTO = è uno spettro a righe che si verifica quando le sostanze assorbono le lunghezze d'onda.

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LEGGI SULLA SPETTROSCOPIA

Spiegano l'interazione tra luce e materia, e sono:

1. un corpo solido, liquido o un gas denso, portati all'incandescenza, emettono radiazioni a tutte le lunghezze d'onda dando uno spettro continuo come nel caso del corpo nero, materiale che emette una radiazione contenente tutte le lunghezze d’onda;

2. un gas rarefatto incandescente dà uno spettro a righe emettendo radiazioni a determinate lunghezze d’onda tipiche degli elementi o dei composti presenti nel gas;

3. un gas rarefatto, di fronte a una sorgente di radiazione continua a temperatura maggiore dà uno spettro di assorbimento a righe alle stesse lunghezze d’onda presenti nello spettro di emissione.

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SPETTROSCOPIO KIRCHHOFF-BUNSEN

Insieme si applicarono per ideare il primo spettroscopio dal funzionamento corretto, rivisitando quelli precedenti.

1. Bunsen ebbe l'idea di preparare una miscela gas-aria prima del punto dove avveniva la combustione; così si otteneva una fiamma non luminosa, ma con alto potere calorifico.

2. Con questo bruciatore Bunsen cercava di distinguere tra le fiamme colorazioni simili di metalli diversi tramite l'uso di vetri.

3. Kirchhoff gli suggerì di utilizzare un prisma per separare la luce della fiamma nei suoi raggi.

Becco di Bunsen

Spettroscopio a due braccia, come il primo ideato da kirchhoff e Bunsen.

4. Così i due crearono il loro primo spettroscopio basandosi sulle conoscenze dei prismi e della luce.

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MAPPA DELLO SPETTRO SOLARE

• Kirchhoff si dedicò anche alla creazione di una mappa dello spettro solare, assegnando molte linee ad ogni elemento chimico che le generava.

• Durante un'eclisse Kirchhoff vide i risultati di quanto aveva teorizzato, infatti sullo spettro comparirono delle linee oscure e delle linee brillanti.

• Inizialmente aveva fatto quest'osservazione attraverso un prisma, notando delle linee oscure, poi le trasferì sullo spettro.

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LEGGE SUI POTERI EMISSIVI

• Stabilisce che, per una data lunghezza d'onda e ad una data temperatura (quella dell'equilibrio termodinamico), i valori dell'assorbività e dell'emissività di un corpo sono uguali.

• Permette di individuare le sostanze che compongono gli astri.

• CORPI NERI = valori unitari su tutto lo spettro elettromagnetico.

• CORPI GRIGI = valori dell'assorbività e dell'emissività costanti per tutto lo spettro, ma inferiori a 1.

• CORPI REALI = valori dell'emissività e dell'assorbività inferiori a 1 e che variano con la lunghezza d'onda.

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EQUAZIONE DI KIRCHHOFF

• L'equazione di Kirchhoff permette di calcolare la variazione di entalpia in una reazione chimica, in dipendenza dalla temperatura.

• Quest'equazione è valida solo per le differenze di temperatura inferiosi a 100°C, poichè per una variazione di temperatura maggiore il calore non può essere considerato costante.