Лудвиг Болцман

Вижте:ТЕРМОДИНАМИКАв лекции по физическа химия

Болцман, Лудвиг

теория
Австрийският физик Лудвиг Болцман е роден във Виена в семейството на служител. След като завършва гимназията в Линц, той постъпва във Виенския университет, където учи при Й. Стефан и Й. Лошмид. През 1866 г. Болцман защитава докторската си дисертация, работи като асистент на Стефан, след което става частен доцент във Виенския университет. Професор по теоретична физика в университета в Грац (1869–1873), професор по математика във Виенския университет (1873–1876), професор по експериментална физика в университета в Грац (1876–1889). През 1889–1894г заема катедрата по теоретична физика в Мюнхен през 1894-1900 г. във Виена, през 1900-1902 г. в Лайпциг и след това отново във Виена.

Научните интереси на Болцман обхващат почти всички области на физиката (и редица области на математиката). Автор на трудове по математика, механика, хидродинамика, теория на еластичността, теория на електромагнитното поле, оптика, термодинамика и кинетична теория на газовете. Най-голямо значение обаче има работата на Болцман върху кинетичната теория на газовете и статистическото обосноваване на термодинамиката. През 1886–1872г той извършва най-важните изследвания в областта на кинетичната теория на газовете, извежда закона за разпределение на газовите молекули по скорости, обобщавайки разпределенията на Дж. К. Максуел за случая, когато външни сили действат върху газа (статистика на Болцман). Формулата за равновесното разпределение на Болцман служи като основа на класическата статистическа физика. През 1872 г., прилагайки статистически методи към кинетичната теория на газовете, той извежда основното кинетично уравнение на газовете. Установява фундаментална връзка между ентропията на физическа система и вероятността за нейното състояние, доказва статистическата природа на втория закон на термодинамиката, което показва провала на хипотезата„топлинна смърт“ на Вселената. През същата година той доказва така наречената H-теорема, която гласи, че H-функцията, която характеризира състоянието на затворена система, не може да нараства с времето. Тези изследвания на Болцман поставят основите на термодинамиката на необратими процеси.

Болцман е първият, който прилага законите на термодинамиката към радиационните процеси и през 1884 г. теоретично извежда закона за топлинното излъчване, според който енергията, излъчвана от напълно черно тяло, е пропорционална на четвъртата степен на абсолютната температура. През 1879 г. този закон е експериментално установен от Й. Стефан и сега е известен като закон на Стефан-Болцман.

Болцман е не само теоретик, но и експериментатор. Той провежда първите експерименти за проверка на валидността на теорията на Максуел за електромагнетизма, измерва диелектричните константи на различни вещества и изучава поляризацията на диелектриците. Той измерва диелектричната проницаемост на газовете и твърдите вещества и установява връзката й с оптичния индекс на пречупване.

Основните резултати от изследванията на учения са представени в неговите фундаментални лекционни курсове - "Лекции по Максуелова теория на електричеството и светлината" (т. 1-2, 1891-1893); Лекции по теория на газовете (т. 1–2, 1896–1898); „Лекции по принципите на механиката“ (т. 1–3, 1897–1920).

1. Кудрявцев П.С. Курс по история на физиката. М.: Просвещение, 1982. - 448 с. 2. Велика съветска енциклопедия. В 30 кн.