Людвіг Едуард Больцман

( L. Boltzmann) (20.02.1844-05.09.1906)

Людвіг Едуард Больцман - всесвітньо відомий австрійський фізик-теоретик.

Їм виведений закон розподілу газових молекул за швидкостями, який увійшов в історію фізики як "статистика Больцмана" і поклав початок класичній статистичної фізики. Вивів основне кінетичне рівняння для ідеального газу - фундамент фізичної кінетики. Це рівняння дозволяє розраховувати поведінку системи при відхиленнях від рівноважного стану. І що особливо важливо, Больцман зв'язав ентропію фізичної системи з ймовірністю її стану і сформулював другий початок термодинаміки, довівши його статистичний характер, сформулював H-теорему (H-теорема Больцмана).

Больцман, виходячи з термодинамічних міркувань, встановив пропорційність енергії випромінювання абсолютно чорного тіла четвертого ступеня температури. Цей закон раніше був отриманий Й. Стефаном, тому ця залежність носить назву закону Стефана-Больцмана. Больцман вперше застосував до вивчення чорного тіла принципи термодинаміки.

Займався експериментальними дослідженнями зв'язку між діелектричної постійної і показником заломлення з метою отримати підтвердження максвелловськой єдиної теорії електродинаміки та оптики.

Детальний біографія

Людвіг Едуард Больцман народився 20 лютого 1844 року у Відні.

Його батько, Людвіг Георг Больцман, працював в Імперському міністерстві фінансів.

В 1863 році Больцман вступив до Віденського університету, де вивчав математику і фізику.

Його перша наукова робота, зроблена під час навчання, була присвячена електродинаміки.

В 1866 році (йому було тоді 22 роки), закінчив Віденський університет, він зробив своє перше велике відкриття: вивів закон розподілу газових молекул за швидкостями, що увійшов в історію фізики як "статистика Больцмана" і поклав початок класичної статистичної фізики.

Восени того ж року, за два місяці до отримання докторського ступеня, Больцман був прийнятий в Інститут фізики на посаду професора-асистента.

В 1869 році (у 25 років) він став ординарним професором математичної фізики в університеті в Граці. Відкриття Джеймса К. Максвелла, які той зробив у це час, зробили величезний вплив на Людвіга Больцмана, і він крім розробки своїх теоретичних ідей займався і експериментальними дослідженнями зв'язку між діелектричної постійної і показником заломлення з метою отримати підтвердження максвелловськой єдиної теорії електродинаміки та оптики. Результати цих досліджень були опубліковані в 1873-1874 роках.

В 1871 році Больцман зазначив, що другий закон термодинаміки може бути виведений з класичної механіки тільки за допомогою теорії імовірності.

В 1872 році 28-річний вчений вивів основне кінетичне рівняння для ідеального газу - фундамент фізичної кінетики. Це рівняння дозволяє розраховувати поведінку системи при відхиленнях від рівноважного стану. І що особливо важливо, Больцман зв'язав ентропію фізичної системи з ймовірністю її стану і сформулював другий початок термодинаміки, довівши його статистичний характер. Тим самим була позбавлена грунту гіпотеза теплової смерті Всесвіту. Больцман сформулював H-теорему (H-теорема Больцмана), яка разом з його статистичної інтерпретацією другого початку термодинаміки покладена в основу теорії незворотних процесів.

H-теорема Больцмана показує як зароджується і протікає "життя" самої Всесвіту.

Навколо "H-теореми" Людвіга Больцмана миттєво розгорілися не менші за напруженню дискусії, ніж з теплової смерті.

Виявилося, що якщо прийняти за істину гіпотезу Больцмана, то треба прийняти за віру і таке жахливе припущення: рано чи пізно, а точніше, вже зараз, десь у Всесвіті повинні йти процеси в зворотному другому початку напрямку, тобто тепло повинно переходити від холодних тіл до більш гарячим.

В 1873 році Людвіг Больцман повертається до Відня як професор математики. Він читав чотирирічний курс, що охоплює механіку, гідромеханіку, вчення про пружності, електрика, магнетизм, кінетичну теорію газів і філософію. У статті "Про теорії пружності при зовнішніх впливах", опублікованій в 1874 році, Больцман сформулював теорію лінійної в'язкопружності.

В 1876 році Больцман зайняв пост директора Фізичного інституту в Граці і залишався на цій посаді чотирнадцять років.

В 1877 року в "Віденських повідомленнях з фізики" з'явилася відома стаття Больцмана про співвідношення між ентропією і ймовірністю термодинамічного стану. Учений показав, що ентропія термодинамічного стану пропорційна ймовірності цього стану і що ймовірність станів можуть бути розраховані на підставі відносини між чисельними характеристиками відповідають цим станам розподілів молекул.

В 1884 році Больцман, виходячи з термодинамічних міркувань, встановив пропорційність енергії випромінювання абсолютно чорного тіла четвертого ступеня температури. Цей закон був встановлений в 1879 році Й. Стефаном (закон Стефана-Больцмана). Больцман вперше застосував до вивчення чорного тіла принципи термодинаміки.

Він приділяв увагу і філософських питань природознавства, виступаючи проти "енергетиків", відстоюючи атомістичну теорію, критикуючи теорію пізнання Маха.

Аж до 1910 року саме існування атомістики весь час залишалося під загрозою. Больцман боровся поодинці і боявся, що справа всього його життя опиниться в забутті.

В 1890 році Больцман прийняв пропозицію зайняти кафедру теоретичної фізики в Мюнхенському університеті і міг, нарешті, зайнятися викладанням свого улюбленого предмета.

Безліч його робіт було присвячено також математики, механіки, оптики, гідродинаміки, теорії пружності, теорії електромагнітного поля і т.п.

Життя Людвіга Больцмана закінчилося трагічно: противники його наукових і філософських ідей піддали чудового вченого таким запеклим нападкам, намагаючись зганьбити все зроблене ним, що 5 вересня 1906 року він наклав на себе руки.

Людвіг Больцман був членом багатьох академій наук, у тому числі членом-кореспондентом Петербурзької Академії наук (1889 рік).

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://erudite.nm.ru