|
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. |