Լյուդվիգ Բոլցմանը իդեալական գազերի մոլեկուլային-կինետիկ տեսության ստեղծողն է: Ծնվել է 1844 թվականին Վիեննայում։ Բոլցմանը գիտության առաջամարտիկ և հայտնագործող է: Նրա աշխատություններն ու հետազոտությունները հաճախ սխալ են ընկալվել և մերժվել հասարակության կողմից: Այնուամենայնիվ, ֆիզիկայի հետագա զարգացման հետ մեկտեղ նրա աշխատանքը ճանաչվեց և հետագայում հրապարակվեց:
Գիտնականի գիտական հետաքրքրությունները ընդգրկում էին այնպիսի հիմնարար ոլորտներ, ինչպիսիք են ֆիզիկան և մաթեմատիկան: 1867 թվականից որպես ուսուցիչ աշխատել է մի շարք բարձրագույն ուսումնական հաստատություններում։ Իր հետազոտության ընթացքում նա պարզել է, որ գազի ճնշումը պայմանավորված է մոլեկուլների քաոսային ազդեցությամբ այն նավի պատերի վրա, որտեղ դրանք գտնվում են, մինչդեռ ջերմաստիճանն ուղղակիորեն կախված է մասնիկների (մոլեկուլների) արագությունից, այլ կերպ ասած՝ դրանց կինետիկից։ էներգիա. Հետեւաբար, որքան արագ են այս մասնիկները շարժվում, այնքան բարձր է ջերմաստիճանը: Բոլցմանի հաստատունն անվանվել է ավստրիացի հայտնի գիտնականի պատվին։ Հենց նա անգնահատելի ներդրում ունեցավ ստատիկ ֆիզիկայի զարգացման գործում։
Այս հաստատուն արժեքի ֆիզիկական նշանակությունը
Բոլցմանի հաստատունը սահմանում է այնպիսի ֆիզիկական մեծությունների միջև հարաբերությունները, ինչպիսիք են ջերմաստիճանը և էներգիան: Ստատիկ վիճակումմեխանիկա, այն կարևոր դեր է խաղում: Բոլցմանի հաստատունը k=1 է, 3806505(24)10-23J/K: Փակագծերում տրված թվերը ցույց են տալիս արժեքի արժեքի թույլատրելի սխալը վերջին թվանշանների նկատմամբ: Հարկ է նշել, որ Բոլցմանի հաստատունը կարող է ստացվել նաև այլ ֆիզիկական հաստատուններից։ Այնուամենայնիվ, այս հաշվարկները բավականին բարդ են և դժվար է կատարել: Դրանք պահանջում են խորը գիտելիքներ ոչ միայն ֆիզիկայի, այլ նաև բարձրագույն մաթեմատիկայի բնագավառում։
Բացարձակ ջերմաստիճանի և էներգիայի կապը
Ստեֆան-Բոլցմանի հաստատունը թույլ է տալիս կապել միկրո և մակրոաշխարհի բնութագրերը, մասնավորապես՝ մոլեկուլների շարժման արագության հարաբերակցությունը ջերմաստիճանին: Այս հարաբերակցությունը նկարագրող բանաձևը հետևյալն է. 3/2mv2=kT.
Որոշակի T ջերմաստիճանի անոթում միատարր գազում էներգիան, որն ընկնում է ազատության աստիճաններից յուրաքանչյուրի վրա, հավասար է kT/2 հարաբերակցությանը: Իմանալով ջերմաստիճանը, որում գտնվում են մոլեկուլները և դրանց զանգվածը, կարելի է հեշտությամբ հաշվարկել արմատի միջին քառակուսի արագությունը: Այնուամենայնիվ, այս բանաձևը հարմար չէ երկատոմային գազերի համար:
Լյուդվիգ Բոլցմանի հարաբերակցություն (էնտրոպիա - հավանականություն)
Թերմոդինամիկական համակարգի էնտրոպիան կարող է սահմանվել որպես թերմոդինամիկական հավանականության լոգարիթմ։ Այս հարաբերակցությունը կարելի է անվանել ավստրիացի մեծ ֆիզիկոսի գլխավոր ձեռքբերումն ու հայտնագործությունը, որը նա արել է իր կյանքի վերջում։ Գիտնականի կյանքի ընթացքում այն երբեք չի ստացելճանաչում գիտական շրջանակներում, սակայն նրա մահից չորս տարի անց այս հայտնագործությունը պաշտոնապես ճանաչվեց։
Մի քանի խոսք վերջում
Բոլցմանի հաստատունը ոչ միայն կազմում է ստատիկ ֆիզիկայի և մոլեկուլյար-կինետիկ տեսության առանցքը, այլև որոշակի ազդեցություն է ունեցել ֆիզիկական տեսությունների հետագա զարգացման վրա։ Սա վերաբերում է, օրինակ, այնպիսի հատվածին, ինչպիսին է քվանտային մեխանիկա:
