Ludwig Boltzmann Czinege Márk Ádám 11.c
Maxwell-Boltzmann féle eloszlási törvény Stefan-Boltzmann törvény Tartalom: Életrajz Maxwell-Boltzmann féle eloszlási törvény Stefan-Boltzmann törvény A Boltzmann állandó
Boltzmannról Ludwig Eduard Boltzmann, 1844. február 20-án, Bécsben született, osztrák fizikus és filozófus, a 19. század elméleti fizikájának egyik legnagyobb alakja. Eredményei közül a legjelentősebbek a statisztikus mechanika megalapozása, a termodinamika második főtételének mikroszkopikus értelmezése, a nemegyensúlyi és transzportfolyamatok leírása, valamint a feketetest-sugárzásra vonatkozó Stefan-féle T4-es empirikus törvény mikroszkopikus levezetése. Nevét viseli a fizikában a Boltzmann-állandó, a Maxwell–Boltzmann-eloszlás, a Boltzmann-tényező, a Boltzmann-féle transzportegyenlet és a Stefan-Boltzmann törvény.
Életrajza Apja császári adóhivatalnok – német illetőségű, anyja, Katharina Pauernfeind családja pedig salzburgi illetőségű volt. A család később Felső-Ausztriába költözött, Boltzmann Linzben járt középiskolába. 15 éves korában elvesztette édesapját, de édesanyja továbbra is biztosította a tanuláshoz szükséges anyagi hátteret. Az érettségi után 1863-ban a Bécsi Egyetemre iratkozott be fizikát tanulni. Tanárai között volt a magyar származású Petzval József, a fotográfiai lencsék tökéletesítője, Andreas von Ettingshausen és Josef Stefan, akinél 1866-ban a Bécsi Egyetemen doktorátusi címet szerzett a kinetikus gázelmélet témakörében, majd 1867-től asszisztenseként dolgozott. 1869-ben a grazi egyetem matematikai fizika professzorának nevezték ki, de közben Heidelbergben is dolgozott. 1876-ban visszatért Grazba, mint a kísérleti fizikai intézet vezetője. A Grazban töltött 14 év boldog időszak volt az életében: házasságot kötött Henriette von Aigentlerrel, három lányuk és két fiúk született. Ekkor alakította ki a természet statisztikus leírására vonatkozó elméletének alapjait is. 1885-ben a Császári Tudományos Akadémia tagjának választották és a kormányzat is kitüntette
1890-ben Boltzmann a Müncheni Egyetem elméleti fizika professzora lett, de 1893-ban visszatért Bécsbe, hogy egykori tanára, Josef Stefan utódjaként az egyetem Elméleti Fizikai Intézetének vezetője legyen. Itt az atomok létével kapcsolatosan éles vitákba keveredett Ernst Machhal, ezért 1900-ban Wilhelm Ostwald hívására a lipcsei egyetemre ment tanítani.(A nyolcvanas években a tudományos tekintélyt szerzett tudóst számos fiatal tehetség keresi fel, hogy tanuljon tőle, többek között Svante Arrhenius Svédországból, valamint Walther Nernst és Wilhelm Ostwald Németországból) 1902-ben Mach nyugdíjba vonulása után visszatért Bécsbe (azzal a feltétellel, hogy a jövőben nem vállal állást a birodalmon kívül). Nem csak a matematikai fizikai, de filozófiai előadásokat is kellett tartania, többek közt Mach filozófiájáról. Előadásai nagyon népszerűek voltak, még Ferenc József császár is felfigyelt rá és meghívást kapott tőle.
Élete utolsó éveiben komoly egészségi problémákkal küszködött Élete utolsó éveiben komoly egészségi problémákkal küszködött. Látása egyre gyengébb lett, sem írni, sem olvasni nem tudott, tudományos cikkeit feleségének diktálta. Boltzmann gyakran megtapasztalta a depressziós hangulat és az emelkedett, beszédes vagy ingerlékeny hangulat váltakozásait, mint a diagnosztizálatlan bipoláris zavar tüneteit. A Boltzmannhoz közelállók tudomással voltak a súlyos depressziójával való küzdelemnek és az öngyilkossági kísérleteinek. Emellett asztma és erős fejfájás kínozta, depressziója egyre jobban elhatalmasodott, ami végül is öngyilkossághoz vezetett. A bécsi Zentralfriedhofban felállított sírkőbe vésve az entrópia (S ) és a termodinamikai valószínűség (W) közötti egyenlet áll.
Maxwell–Boltzmann-féle eloszlási törvény Az 1870-es években Boltzmann cikkekben és tanulmányokban mutatta meg, hogy a termodinamikának az energiacserére vonatkozó második főtétele megmagyarázható a mechanika törvényeinek és a valószínűség-elméletnek az atomok mozgására való alkalmazásával. A kutatások során Boltzmann kidolgozta az adott hőmérsékletű rendszer különböző részei közti energiaeloszlás általános törvényét és levezette az energia ekvipartíció elméletét (Maxwell–Boltzmann-féle eloszlási törvény). A törvény szerint egy atom valamennyi különböző mozgásirányában a résztvevő energia átlagos mennyisége azonos.
Stefan-Boltzmann törvény Josef Stefan szlovén fizikus mérte meg először a feketetest által az összes hullámhosszon kisugárzott energiát (feketetest-sugárzás). Azt tapasztalta, hogy egy abszolút fekete test kisugárzott összes energiája a hőmérséklet negyedik hatványával arányos. Ezt Boltzmann 1879-ben elméletileg is levezette, ezért hívják az eredményt Stefan-Boltzmann-törvénynek.
A Boltzmann állandó Fizikai Jelentősége: A k Boltzmann-állandó hidat jelent a makroszkopikus és a mikroszkopikus fizika között. Makroszkopikusan definiálhatunk egy gázskálát az abszolút hőmérsékletre, mely arányosan változik az ideális gáz p nyomásának és a V adott hőmérsékleten vett térfogatának szorzatával: A Boltzmann-állandó bevezetésével az egyenletet a molekulák mikroszkopikus tulajdonságaira vezethetjük vissza: Ahol N a gázmolekulák száma, és k a Boltzmann-állandó. Ebből látható, hogy a kT meghatározó mennyisége a mikroszkopikus fizikának, amelynek energia dimenziója van, és meghatározza a molekulánkénti térfogat · nyomás szorzatot.
Források Wikipédia: http://hu.wikipedia.org/wiki/Ludwig_Boltzmann
Köszönöm a Figyelmet! Vége