Больцман Людвиг

1.

Больцман Людвиг

2.

Лю́двиг Бо́льцман — австрийский физик-теоретик,
основатель статистической механики и молекулярнокинетической теории.
Член Венской Императорской академии наук (1885),
иностранный член Лондонского королевского общества (1899)[6],
член-корреспондент Петербургской академии
наук (1899), Парижской академии наук (1900) и ряда других.
Людвиг Больцман родился в городе Вене в
семье акцизного чиновника. Вскоре семья переехала в Вельс, а
затем в Линц, где Больцман окончил гимназию. В 1866-м году он
окончил Венский университет, где учился у Й. Стефана и И.
Лошмидта, и защитил докторскую диссертацию. В 1867 г.
стал приват-доцентом Венского университета и в течение двух
лет являлся ассистентом профессора Й. Стефана.
В 1869 г. Больцман был приглашён на должность
ординарного профессора математической физики в Грацском
университете с обязательством читать курс «Элементы высшей
математики». В 1873 г. стал ординарным
профессором математики Венского университета, сменив в этой
должности своего наставника Мотта. Однако вскоре (в 1876 г.)
вернулся в Грац, где стал профессором экспериментальной
физики и директором Физического института, нового учреждения,
где в своё время работали В. Нернст и С. Аррениус.

3.

Основные достижения Больцмана в области статистической
механики
Работы Больцмана касаются преимущественно кинетической теории газов, термодинамики и теории излучения, а также некоторых вопросов капиллярных явлений,
оптики, математики, механики, теории упругости и т.
В 1866 получил формулу для равновесного распределения по импульсам и координатам молекул идеального газа, находящегося во внешнем потенциальном поле
(распределение Больцмана).
В 1871 году предложил эргодическую гипотезу для обоснования закономерностей статистической физики.
В 1872 году вывел основное уравнение микроскопической теории неравновесных процессов (физической кинетики), носящее его имя, а также установил так
называемую H-теорему, выражающую закон возрастания энтропии для изолированной системы. В том же году показал статистический характер второго начала
термодинамики, связав энтропию замкнутой системы с числом возможных микросостояний, реализующих данное макросостояние. Это стало указанием на
несостоятельность представления о «тепловой смерти Вселенной».
Важное значение имели труды Больцмана по термодинамике излучения. В 1884 он вывел закон для испускательной способности абсолютно чёрного тела с учётом
пропорциональности давления равновесного излучения, предсказанного теорией Максвелла, и плотности его энергии. Этот закон был эмпирически получен Й.
Стефаном в 1879 и носит название закона Стефана — Больцмана.
Экспериментальные исследования Больцмана посвящены проверке максвелловской теории электромагнетизма, измерению диэлектрических постоянных различных
веществ и их связи с показателем преломления, изучению поляризации диэлектриков.
Больцман являлся активным сторонником атомистических представлений и отстаивал их в борьбе с представителями махизма и других идеалистических учений
(среди них — Э. Мах и В. Оствальд).

4.

Молекулярно-кинетическая теория:
объяснение макроскопических явлений
через движение молекул
•Молекулярно-кинетическая теория – это физическая теория,
которая объясняет макроскопические явления через движение и
взаимодействие молекул. Она основана на предположении, что
все вещества состоят из молекул, которые постоянно движутся и
взаимодействуют друг с другом.
•Одним из основных принципов молекулярно-кинетической
теории является представление о том, что теплота – это
энергия, связанная с движением молекул. Когда молекулы
движутся быстро, они имеют большую кинетическую энергию,
что приводит к повышению температуры вещества.
•Молекулярно-кинетическая теория также объясняет давление
вещества. Давление – это сила, действующая на единицу
площади. В молекулярно-кинетической теории давление связано
с количеством столкновений молекул с поверхностью. Чем
больше столкновений происходит, тем выше давление.
•Теория также объясняет явление диффузии, которое
происходит, когда молекулы перемещаются из области с более
высокой концентрацией в область с более низкой
концентрацией. Это происходит из-за случайных столкновений
молекул, которые приводят к перемещению частиц.
•Молекулярно-кинетическая теория также объясняет явление
вязкости, которое происходит, когда молекулы вещества
сопротивляются движению друг друга. Вязкость связана со
столкновениями молекул и их взаимодействием.
•Кроме того, молекулярно-кинетическая теория позволяет
объяснить явления фазовых переходов, таких как плавление и
кипение. При изменении условий, таких как температура или
давление, молекулы могут изменять свое движение и
взаимодействие, что приводит к изменению фазы вещества.

5.

Влияние и
значимость
работы Больцмана
Работы Людвига Больцмана имели огромное влияние на развитие
физики и науки в целом. Его вклад в статистическую механику и
молекулярно-кинетическую теорию оказался революционным и привел к
новым пониманиям и открытиям.
Одним из основных достижений Больцмана было представление
статистической механики, которая позволяет объяснить
макроскопические свойства вещества на основе его микроскопических
составляющих – молекул и атомов. Это позволило установить связь
между микро- и макроскопическими явлениями и развить новые методы
и подходы к изучению физических систем.
Больцман также разработал молекулярно-кинетическую теорию, которая
объясняет макроскопические явления через движение и
взаимодействие молекул. Эта теория позволила объяснить такие
явления, как теплопроводность, диффузия, вязкость и фазовые
переходы. Она стала основой для понимания поведения газов,
жидкостей и твердых тел на молекулярном уровне.
Работы Больцмана имели огромное значение для развития физики и
науки в целом. Они внесли существенный вклад в понимание основных
принципов и законов, которые управляют миром микро- и
макроскопических объектов. Его идеи и методы стали основой для
дальнейших исследований и разработок в области физики и химии.