БОЛЬЦМАН (Boltzmann) Людвиг

(1844-1906)

 

Австрийский физик, один из основоположников статистической физики и физической кинетики. Член Венской АН (1895) и многих академий мира. В 1866г. Больцман окончил Венский университет. В 1867 – приват-доцент этого университета. Профессор теоретической физики университета в Граце (1869–1873), профессор математики в Венском университете (1873–1876), профессор экспериментальной физики университета в Граце (1876–1889). В 1889–1894гг. занимал кафедру теоретической физики в Мюнхене, в 1894–1900гг. в Вене, в 1900–1902гг. в Лейпциге, а затем снова в Вене.

  Научные интересы Больцмана охватывали почти все области физики (и ряд областей математики). Автор работ по математике, механике, гидродинамике, теории упругости, теории электромагнитного поля, оптике, термодинамике и кинетической теории газов. Однако наибольшее значение имеют работы Больцмана по кинетической теории газов и статистическому обоснованию термодинамики. Больцман обобщил (1868–1871) полученный Дж.К.Максвеллом закон распределения скоростей газовых молекул на газы, находящиеся во внешнем силовом поле, и установил формулу «больцмановского распределения», которая проникла во все отделы статистической физики. Применяя статистические методы к кинетической теории идеальных газов, Больцман вывел основное кинетическое уравнение газов, являющееся основой физической кинетики. Важнейшая заслуга Больцмана – исследование необратимых процессов и статистическая трактовка второго начала термодинамики. В 1872 Больцман ввёл так называемую Н-функцию, характеризующую состояние замкнутой макроскопической системы, и доказал, что с течением времени Н-функция не может возрастать (Н-теорема). Отождествив Н-функцию с энтропией S (с обратным знаком), Больцман связал энтропию с W-вероятностью термодинамической: S = klnW. Это соотношение, выгравированное на памятнике Больцману в Вене, даёт статистическое обоснование второму началу термодинамики и является основой статистической физики. Универсальная постоянная k названа в честь Больцмана постоянной.

 Больцман был ревностным последователем электромагнитной теории Максвелла. Ему принадлежат первые экспериментальные работы по проверке справедливости выводов максвелловской теории электромагнитного поля. Он провёл измерения диэлектрической проницаемости газов и твёрдых тел и установил её связь с оптическим показателем преломления. Свои взгляды на теорию Максвелла Больцман изложил в «Лекциях о максвелловской теории электричества и света» (1891–1893). В 1884 Больцман теоретически вывел закон излучения абсолютно чёрного тела, ранее установленный И.Стефаном экспериментально, – закон излучения Стефана-Больцмана. Эта работа сыграла большую роль в развитии современной теории излучения. Больцману принадлежат также работы по изучению поляризации диэлектриков, теории термоэлектричества, диамагнетизма и др. В частности, он разработал теорию Холла эффекта.

  Больцман был убеждённым сторонником молекулярной теории. Он резко выступал против очень популярных в Австрии и Германии в конце 19–начале 20 вв. махизма и энергетизма, сторонники которого (Э.Мах, В.Оствальд и др.) отказывались от объяснения внутреннего механизма физических явлений и признавали лишь «чистое описание». Больцману приходилось вести напряжённую идейную борьбу, чтобы отстоять право молекулярно-атомистической теории на существование; его труды не были приняты рядом его соотечественников. Возможно, это сыграло известную роль в трагическом конце Больцмана: больной и подавленный, он покончил жизнь самоубийством.

   
В ТЕКСТ УЧЕБНИКА

УКАЗАТЕЛЬ ИМЕН