Dzimis 1844. gadā Vīnē. Bolcmans ir zinātnes pionieris un pionieris. Viņa darbi un pētījumi bieži bija sabiedrībai nesaprotami un noraidīti. Tomēr ar tālākai attīstībai fiziķi, viņa darbi tika atzīti un pēc tam publicēti.
Zinātnieka zinātniskās intereses aptvēra tādas fundamentālas jomas kā fizika un matemātika. Kopš 1867. gada viņš strādāja par skolotāju vairākās augstākās izglītības iestādēs. izglītības iestādēm. Savā pētījumā viņš konstatēja, ka tas ir saistīts ar molekulu haotisku ietekmi uz trauka sienām, kurā tās atrodas, savukārt temperatūra ir tieši atkarīga no daļiņu (molekulu) kustības ātruma, citiem vārdiem sakot, no to. Tāpēc, jo lielāks ir šo daļiņu kustības ātrums, jo augstāka ir temperatūra. Boltzmana konstante ir nosaukta slavenā austriešu zinātnieka vārdā. Tas bija viņš, kurš deva savu ieguldījumu nenovērtējams ieguldījums statiskās fizikas attīstībā.
Šī nemainīgā daudzuma fiziskā nozīme
Boltzmana konstante nosaka attiecības starp temperatūru un enerģiju. Statiskajā mehānikā tam ir liela galvenā loma. Bolcmana konstante ir vienāda ar k=1,3806505(24)*10 -23 J/K. Cipari iekavās norāda vērtības pieļaujamo kļūdu attiecībā pret pēdējiem cipariem. Ir vērts atzīmēt, ka Bolcmana konstanti var iegūt arī no citām fizikālajām konstantēm. Tomēr šie aprēķini ir diezgan sarežģīti un grūti izpildāmi. Tās prasa dziļas zināšanas ne tikai fizikas jomā, bet arī
Boltzmana konstante veido tiltu no makrokosmosa uz mikrokosmosu, savienojot temperatūru ar kinētiskā enerģija molekulas.
Ludvigs Bolcmans ir viens no gāzu molekulāri kinētiskās teorijas veidotājiem, uz kuras balstīta mūsdienu aina par saistību starp atomu un molekulu kustību, no vienas puses, un matērijas makroskopiskajām īpašībām, piemēram, temperatūru un spiedienu. otrs ir balstīts. Šajā attēlā gāzes spiedienu nosaka gāzes molekulu elastīgā ietekme uz trauka sienām, un temperatūru nosaka molekulu kustības ātrums (pareizāk sakot, to kinētiskā enerģija, jo ātrāk molekulas pārvietojas, jo augstāka temperatūra.
Boltzmana konstante ļauj tieši saistīt mikropasaules raksturlielumus ar makropasaules īpašībām - jo īpaši ar termometra rādījumiem. Šeit ir galvenā formula, kas nosaka šīs attiecības:
1/2 mv 2 = kT
Kur m Un v- attiecīgi gāzes molekulu masa un vidējais ātrums, T ir gāzes temperatūra (absolūtajā Kelvina skalā) un k — Bolcmaņa konstante. Šis vienādojums savieno plaisu starp abām pasaulēm, savienojot atomu līmeņa īpašības (kreisajā pusē) ar tilpuma īpašības(labajā pusē), ko var izmērīt, izmantojot cilvēka instrumentus, šajā gadījumā termometrus. Šo savienojumu nodrošina Bolcmana konstante k, vienāds ar 1,38 x 10 -23 J/K.
Fizikas nozari, kas pēta sakarības starp mikropasaules un makropasaules parādībām sauc statistikas mehānika.Šajā sadaļā gandrīz nav vienādojuma vai formulas, kurā nebūtu iekļauta Bolcmaņa konstante. Vienu no šīm attiecībām atvasināja pats austrietis, un to vienkārši sauc Bolcmana vienādojums:
S = kžurnāls lpp + b
Kur S— sistēmas entropija ( cm. Otrais termodinamikas likums) lpp- ts statistiskais svars(ļoti svarīgs statistikas pieejas elements), un b- vēl viena konstante.
Savas dzīves laikā Ludvigs Bolcmans burtiski apsteidza savu laiku, izstrādājot mūsdienu atomu matērijas uzbūves teorijas pamatus, iesaistoties niknos strīdos ar sava laika pārliecinošo konservatīvo vairākumu. zinātnieku kopiena, kurš atomus uzskatīja tikai par aprēķiniem ērtu vienošanos, bet ne par reālās pasaules objektiem. Kad viņa statistiskā pieeja nesastapa ne mazāko izpratni pat pēc speciālās relativitātes teorijas parādīšanās, Bolcmans dziļas depresijas brīdī izdarīja pašnāvību. Boltzmana vienādojums ir izgrebts uz viņa kapakmens.
Bolcmans, 1844-1906
austriešu fiziķis. Dzimis Vīnē ierēdņa ģimenē. Studējis Vīnes Universitātē vienā kursā ar Jozefu Stefanu ( cm. Stefana-Bolcmaņa likums). Aizstāvējis sevi 1866. gadā, viņš turpināja savu zinātnisko karjeru, ieņemot amatus dažādi laiki profesora vietas Grācas, Vīnes, Minhenes un Leipcigas universitāšu fizikas un matemātikas katedrās. Būdams viens no galvenajiem atomu pastāvēšanas realitātes piekritējiem, viņš veica vairākus izcilus teorētiskus atklājumus, kas atklāj, kā atomu līmeņa parādības ietekmē. fizikālās īpašības un matērijas uzvedība.
Tauriņi, protams, neko nezina par čūskām. Bet putni, kas medī tauriņus, par tiem zina. Putni, kas slikti atpazīst čūskas, visticamāk...
Oktāva ir intervāls starp divām tuvākajām viena nosaukuma skaņām: darīt un darīt, re un re utt. No fizikas viedokļa “attiecības” starp šīm...
27. gadā pirms mūsu ēras. e. Romas imperators Oktaviāns saņēma titulu Augusts, kas latīņu valodā nozīmē “svēts” (starp citu, par godu šai pašai figūrai...
Slavens joks vēsta: “NASA iztērēja vairākus miljonus dolāru, lai izstrādātu īpašu pildspalvu, kas varētu rakstīt kosmosā....
Ir zināmi apmēram 10 miljoni organisko (tas ir, uz oglekļa bāzes) molekulu un tikai aptuveni 100 tūkstoši neorganisko molekulu. Turklāt...
Atšķirībā no parastā stikla, kvarca stikls ļauj iziet cauri ultravioletajai gaismai. Kvarca lampās ultravioletās gaismas avots ir gāzizlāde dzīvsudraba tvaikos. Viņš...
Ar lielu temperatūras starpību mākonī rodas spēcīga augšupvērstā plūsma. Pateicoties tiem, pilieni var ilgi palikt gaisā un...
Bolcmana konstante ( vai ) - fizikālā konstante, kas nosaka attiecības starp temperatūru un enerģiju. Nosaukts pēc austriešu fiziķa Ludviga Bolcmaņa, kurš sniedza lielu ieguldījumu statistiskajā fizikā, kurā šai konstantei ir galvenā loma. Tā eksperimentālā vērtība Starptautiskajā vienību sistēmā (SI) ir:
J/.
Cipari iekavās norāda standarta kļūdu daudzuma vērtības pēdējos ciparus. Planka vienību dabiskajā sistēmā dabiskā temperatūras vienība ir dota tā, lai Bolcmaņa konstante būtu vienāda ar vienību.
Temperatūras un enerģijas saistība
Viendabīgā ideālā gāzē absolūtā temperatūrā , enerģija uz katru translācijas brīvības pakāpi ir vienāda, kā izriet no Maksvela sadalījuma, . Plkst istabas temperatūra(300 ) šī enerģija ir J vai 0,013 eV. Monatomijā ideāla gāze katram atomam ir trīs brīvības pakāpes, kas atbilst trim telpiskām asīm, kas nozīmē, ka katram atomam ir enerģija .
Zinot siltumenerģiju, mēs varam aprēķināt atomu vidējo kvadrātveida ātrumu, kas ir apgriezti proporcionāls kvadrātsakne atomu masa. Vidējais kvadrātiskais ātrums istabas temperatūrā svārstās no 1370 m/s hēlijam līdz 240 m/s ksenonam. Molekulārās gāzes gadījumā situācija kļūst sarežģītāka, piemēram, diatomiskā gāze ir piecas brīvības pakāpes (zemā temperatūrā, kad atomu vibrācijas molekulā nav ierosinātas).
Entropijas definīcija
Termodinamiskās sistēmas entropija tiek definēta kā dažādu mikrostāvokļu skaita dabiskais logaritms , kas atbilst noteiktam makroskopiskam stāvoklim (piemēram, stāvoklim ar noteiktu kopējo enerģiju).
Proporcionalitātes faktors un ir Bolcmaņa konstante. Šī ir izteiksme, kas definē attiecības starp mikroskopiskām ( ) un makroskopiskie stāvokļi ( ), pauž statistikas mehānikas galveno ideju.
Pieņemtā vērtību fiksācija
XXIV Vispārējā konferencē par svariem un mēriem, kas notika 2011. gada 17.–21. oktobrī, tika pieņemta rezolūcija, kurā jo īpaši tika ierosināts turpmāko Starptautiskās mērvienību sistēmas pārskatīšanu veikt tā, lai nofiksējiet Bolcmaņa konstantes vērtību, pēc kuras tā tiks uzskatīta par noteiktu tieši tā. Rezultātā tas tiks izpildīts precīzs vienlīdzība k=1,380 6X 10 -23 J/K. Šī iespējamā fiksācija ir saistīta ar vēlmi no jauna definēt termodinamiskās temperatūras kelvina vienību, savienojot tās vērtību ar Bolcmana konstantes vērtību.
Skatīt arī
Uzrakstiet atsauksmi par rakstu "Bolcmaņa konstante"
Piezīmes
| Šis ir raksta projekts par termodinamiku un statistisko fiziku. Jūs varat palīdzēt projektam, pievienojot to. |
Fragments, kas raksturo Bolcmaņa konstanti
– Bet ko tas nozīmē? – Nataša domīgi sacīja.- Ak, es nezinu, cik tas viss ir neparasti! - Sonja teica, satverot galvu.
Pēc dažām minūtēm piezvanīja princis Andrejs, un Nataša ienāca viņu apraudzīt; un Sonija, piedzīvojot tādas emocijas un maigumu, kādu viņa bija reti piedzīvojusi, palika pie loga, pārdomājot notikušā neparasto raksturu.
Šajā dienā bija iespēja nosūtīt vēstules armijai, un grāfiene rakstīja vēstuli savam dēlam.
"Sonja," sacīja grāfiene, paceļot galvu no vēstules, kad viņas brāļameita gāja viņai garām. – Sonja, vai tu nerakstīsi Nikoļenkai? - teica grāfiene klusā, trīcošā balsī, un viņas nogurušo acu skatienā, skatoties caur brillēm, Sonja izlasīja visu, ko grāfiene saprata šajos vārdos. Šis skatiens pauda lūgšanu, bailes no atteikuma, kaunu par to, ka jālūdz, un gatavību uz nesamierināmu naidu atteikuma gadījumā.
Sonja piegāja pie grāfienes un, nometusies ceļos, noskūpstīja viņas roku.
"Es uzrakstīšu, maman," viņa teica.
Sonju mīkstināja, sajūsmināja un aizkustināja viss, kas tajā dienā notika, it īpaši noslēpumainais zīlēšanas izpildījums, ko viņa tikko redzēja. Tagad, kad viņa zināja, ka sakarā ar Natašas attiecību atjaunošanu ar princi Andreju, Nikolajs nevarēja precēties ar princesi Mariju, viņa priecīgi juta, ka atgriežas tas pašaizliedzības noskaņojums, kurā viņa mīlēja un bija pieradusi dzīvot. Un ar asarām acīs un apziņas prieku par dāsnu darbu, viņa, vairākas reizes pārtraukta ar asarām, kas aizmiglojušas samtaini melnas acis, uzrakstīja šo aizkustinošo vēstuli, kuras saņemšana Nikolaju tik ļoti pārsteidza.
Apsardzes namā, kur Pjērs tika aizvests, virsnieks un karavīri, kas viņu aizveda, izturējās pret viņu naidīgi, bet tajā pašā laikā ar cieņu. Viņu attieksmē pret viņu joprojām bija jūtamas šaubas par to, kas viņš ir (vai viņš ir ļoti svarīgs cilvēks), un naidīgums viņu vēl svaigās personīgās cīņas ar viņu dēļ.
Bet, kad kādas citas dienas rītā pienāca maiņa, Pjērs sajuta, ka jaunajam apsargam — virsniekiem un karavīriem — tam vairs nav tādas nozīmes, kāda bija tiem, kas viņu paņēma. Un tiešām, šajā lielajā, resnajā vīrietī zemnieku kaftānā nākamās dienas sargi vairs neredzēja to dzīvu cilvēku, kurš tik izmisīgi cīnījās ar marodieri un eskorta karavīriem un teica svinīgu frāzi par bērna glābšanu, bet redzēja. tikai septiņpadsmitā no tiem, kas pēc augstākās varas pavēles kaut kādu iemeslu dēļ aizturēti, sagūstītie krievi. Ja Pjērā bija kaut kas īpašs, tas bija tikai viņa bailīgais, cītīgi pārdomātais izskats un franču valoda, kurā, frančiem pārsteidzoši, viņš labi runāja. Neskatoties uz to, ka tajā pašā dienā Pjērs bija saistīts ar citiem aizdomās turamajiem, jo atsevišķā telpa, kuru viņš ieņēma, bija nepieciešama virsniekam.
Visi krievi, kurus turēja pie Pjēra, bija zemākā ranga cilvēki. Un viņi visi, atzīstot Pjēru par meistaru, vairījās no viņa, jo īpaši tāpēc, ka viņš runāja franču valodā. Pjērs ar skumjām dzirdēja izsmieklu par sevi.
Nākamajā vakarā Pjērs uzzināja, ka visi šie ieslodzītie (un, iespējams, arī viņš pats) tiks tiesāti par ļaunprātīgu dedzināšanu. Trešajā dienā Pjēru kopā ar citiem aizveda uz māju, kur sēdēja franču ģenerālis ar baltām ūsām, divi pulkveži un citi franči ar šallēm uz rokām. Pjēram kopā ar citiem tika uzdoti jautājumi par to, kas viņš ir, ar tādu precizitāti un noteiktību, ar kādu parasti izturas pret apsūdzētajiem, it kā pārsniedzot cilvēciskās vājības. kur viņš bija? kādam nolūkam? utt.
Šo jautājumu, atstājot malā dzīvības būtības būtību un izslēdzot iespēju atklāt šo būtību, tāpat kā visiem tiesās uzdotajiem jautājumiem, mērķis bija tikai izveidot rievu, pa kuru tiesneši vēlējās, lai apsūdzētā atbildes plūst un novestu viņu uz. vēlamo mērķi, tas ir, apsūdzību. Tiklīdz viņš sāka runāt kaut ko, kas neatbilst apsūdzības mērķim, viņi ieņēma rievu, un ūdens varēja plūst, kur vien gribēja. Turklāt Pjērs piedzīvoja to pašu, ko apsūdzētais piedzīvo visās tiesās: neizpratnē, kāpēc viņam tika uzdoti visi šie jautājumi. Viņam šķita, ka šī rievas ievietošanas viltība tika izmantota tikai piekāpšanās vai, kā teikt, pieklājības dēļ. Viņš zināja, ka atrodas šo cilvēku varā, ka tikai vara viņu ir atvedusi uz šejieni, ka tikai vara deva viņiem tiesības prasīt atbildes uz jautājumiem, ka šīs tikšanās vienīgais mērķis ir viņu apsūdzēt. Un tāpēc, tā kā bija vara un bija vēlme apsūdzēt, jautājumu un tiesāšanas triks nebija vajadzīgs. Bija acīmredzams, ka visām atbildēm bija jārada vainas apziņa. Uz jautājumu, ko viņš darīja, kad viņi viņu aizveda, Pjērs ar traģēdiju atbildēja, ka viņš nesa saviem vecākiem bērnu, qu"il avait sauve des flammes [kuru viņš izglāba no liesmām]. - Kāpēc viņš cīnījās ar marodieri. Pjērs atbildēja, ka viņš aizstāv sievieti, ka aizvainotas sievietes aizsardzība ir katra cilvēka pienākums, ka... Viņš tika apturēts: kāpēc viņš bija mājas pagalmā , kur liecinieki viņu redzēja, ka viņš gatavojas redzēt, kas notiek Maskavā pirmais jautājums viņam, uz kuru viņš teica, ka nevēlas atbildēt.
Bolcmana konstante (k (\displaystyle k) vai k B (\displaystyle k_(\rm (B)))) - fizikālā konstante, kas nosaka attiecības starp temperatūru un enerģiju. Nosaukts pēc austriešu fiziķa Ludviga Bolcmaņa, kurš sniedza lielu ieguldījumu statistiskajā fizikā, kurā šai konstantei ir galvenā loma. Tās vērtība Starptautiskajā vienību sistēmā SI atbilstoši izmaiņām SI pamatvienību definīcijās (2018. gads) ir tieši vienāda ar
k = 1,380 649 × 10–23 (\displeja stils k=1(,)380\,649\reizes 10^(-23)) J/.Temperatūras un enerģijas saistība
Viendabīgā ideālā gāzē absolūtā temperatūrā T (\displaystyle T), enerģija uz katru translācijas brīvības pakāpi ir vienāda, kā izriet no Maksvela sadalījuma, k T / 2 (\displaystyle kT/2). Istabas temperatūrā (300 ) šī enerģija ir 2 , 07 × 10 - 21 (\displaystyle 2(,)07\times 10^(-21)) J vai 0,013 eV. Monatomiskā ideālā gāzē katram atomam ir trīs brīvības pakāpes, kas atbilst trim telpiskajām asīm, kas nozīmē, ka katra atoma enerģija ir 3 2 k T (\displaystyle (\frac (3) (2)) kT).
Zinot siltumenerģiju, mēs varam aprēķināt atomu vidējo kvadrātisko ātrumu, kas ir apgriezti proporcionāls atomu masas kvadrātsaknei. Vidējais kvadrātiskais ātrums istabas temperatūrā svārstās no 1370 m/s hēlijam līdz 240 m/s ksenonam. Molekulārās gāzes gadījumā situācija kļūst sarežģītāka, piemēram, divatomu gāzei ir 5 brīvības pakāpes - 3 translācijas un 2 rotācijas (zemā temperatūrā, kad netiek ierosinātas atomu vibrācijas molekulā un papildu pakāpes brīvība netiek pievienota).
Entropijas definīcija
Termodinamiskās sistēmas entropija tiek definēta kā dažādu mikrostāvokļu skaita dabiskais logaritms Z (\displaystyle Z), kas atbilst noteiktam makroskopiskam stāvoklim (piemēram, stāvoklim ar noteiktu kopējo enerģiju).
S = k ln Z .Proporcionalitātes faktors k (\displaystyle k) un ir Bolcmaņa konstante. Šī ir izteiksme, kas definē attiecības starp mikroskopiskām ( Z (\displaystyle Z)) un makroskopiskie stāvokļi ( (\displaystyle S=k\ln Z.)), pauž statistikas mehānikas galveno ideju.