L UDWIG E DUARD B OLTZMANN K ONCSOR K LAUDIA 10. A

(Bécs, február 20. – Duino,1906. szeptember 5.) Osztrák fizikus és filozófus, a 19. század elméleti fizikájának egyik legnagyobb alakja. E REDMÉNYEI KÖZÜL A LEGJELENTŐSEBBEK : o statisztikus mechanika megalapozása, o a termodinamika második főtételének mikroszkopikus értelmezése, o a nemegyensúlyi és transzportfolyamatok leírása, o a feketetest-sugárzásra vonatkozó Stefan-féle T4-es empirikus törvény mikroszkopikus levezetése. N EVÉT VISELI A FIZIKÁBAN : o a Boltzmann-állandó, o a Maxwell–Boltzmann-eloszlás, o a Boltzmann-tényező, o a Boltzmann-féle transzportegyenlet Stefan–Boltzmann-törvény.

É LETRAJZA ◌ Apja császári adóhivatalnok volt, akit sajnos 15 évesen elveszített. ◌ A család Felső-Ausztriában élt, Boltzmann Linzben járt középiskolába. ◌ Érettségi után, 1863-ban a Bécsi Egyetemre iratkozott be fizikát tanulni. ◌ Tanárai között volt a magyar származású Petzval József, a fotográfiai lencsék tökéletesítője. ◌ 1866-ban itt doktorátusi címet szerzett a kinetikus gázelmélet témakörében, majd 1867-től Josef Stefan asszisztenseként dolgozott. ◌ Három év múlva a grazi egyetem matematikai fizika professzorának nevezték ki. ◌ Eközben Heidelbergben és Berlinben 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 fiuk született. Ekkor alakította ki a természet statisztikus leírására vonatkozó elméletének alapjait is. ◌ A nyolcvanas években a tudományos tekintélyt szerzett tudóst számos fiatal tehetség keresi fel, hogy tanuljon tőle. ◌ A szakmai elismerést igazolja, hogy 1885-ben a Császári Tudományos Akadémia tagjának választották és a kormányzat is kitüntette, ◌ 1887-ben az egyetem rektora, majd két év múlva udvari tanácsos is lett.

◌ 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. ◌ 1902-ben Mach nyugdíjba vonult, így visszatért Bécsbe. 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. ◌ A bécsi Zentralfriedhofban felállított sírkőbe vésve az entrópia (S ) és a termodinamikai valószínűség (W) közötti egyenlete áll.

◌ 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 hozzá közelállók tudomással voltak a súlyos depressziójával való küzdelemnek és az öngyilkossági kísérleteinek. Emellett asztma és erős fejfájás kínozta, depressziója egyre jobban elhatalmasodott, ami végül öngyilkossághoz vezetett.

T UDOMÁNYOS MUNKÁI M AXWELL –B OLTZMANN - 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.  Ennek során világossá tette a második főtétel statisztikus voltát és igazolta, hogy egy rendszer azért közeledik a termodinamikai egyensúlyi állapot (tökéletesen egyenletes energiaeloszlás) felé, mert az egyensúly egy anyagi rendszer mindenképpen legvalószínűbb állapota.  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.  Egyenletet vezetett le az atomi ütközések következtében az atomok közti energiamegoszlásban beálló változások leírására, lefektette a statisztikus mechanika alapjait.  Számolásai során megalkotta a sokaság fogalmát (olyan azonos rendszerek összessége, amelyek csak a kezdeti feltételek eltérő megadása miatt különböznek ), és megfogalmazta az ergodikus hipotézist (amely az időre és sokaságra vett átlagolás ekvivalenciáját jelenti).

S TEFAN -B OLTZMANN 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.  1904-ben amerikai előadó körutat tett. Boltzmann tudományos munkájának elismeréseként a Royal Society tagjának választotta és az Oxfordi Egyetem díszdoktori címet adományozott neki.  Statisztikus mechanikai munkáját erősen támadták és sokáig félreértették, következtetéseit, elméletének jelentőségét saját korában nem ismerték fel, és eredményei tudományos viták központjában álltak.  Ebben nyilvánvalóan szerepet játszott, hogy elméleti meggondolásait az anyag atomos, molekuláris felépítésének feltételezésére építette egy olyan időszakban, amikor az a tudományos közfelfogással szöges ellentétben állt és amit csak halála után lehetett kísérletileg igazolni. Ma Boltzmannt elsősorban a statisztikus fizika megalapozójaként tiszteljük. A statisztikus fizikai kutatásokért háromévenként adományozott legnagyobb kitüntetés, a Boltzmann-emlékérem, az ő nevét viseli.

K ÖSZÖNÖM A FIGYELMET ! Források: ms&tbm=isch&sa=X&ei=kDVWVPrcEITxaOXrgeAP&ved=0CAYQ_AUoAQ