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路德维希·玻尔兹曼的简介和研究

路德维希·玻尔兹曼(Ludwig Edward Boltzmann,1844年2月20日—1906年9月5日),奥地利物理学家、哲学家,热力学和统计物理学的奠基人之一。作为一名物理学家,他最伟大的绩是发展了通过原子的性质(例如,原子量,电荷量,结构等等)来解释和预测物质的物理性质(例如,粘性,热传导,扩散等等)的统计力学,并且从统计意义对热力学第二定律进行了阐释。

生平简介

路德维希·玻尔兹曼(Ludwig Edward Boltzmann 1844.2.20-1906.9.5),热力学和统计物理学的奠基人之一。路德维希·玻尔兹曼1844年出生于奥地利的维也纳,1866年获得维也纳大学博士学位。玻尔兹曼的贡献主要在热力学和统计物理方面。1869年,他将麦克斯韦速度分布律推广到保守力场作用下的情况,得到了玻尔兹曼分布律。1872年,玻尔兹曼建立了玻尔兹曼方程(又称输运方程),用来描述气体从非平衡态到平衡态过渡的过程。1877年他又提出了著名的玻尔兹曼熵公式。

研究范围

玻耳兹曼推广了J.C.麦克斯韦的分子运动理论而得到有分子势能的麦克斯韦-玻耳兹曼分布定律。他进而在1872年从更广和更深的非平衡态的分子动力学出发而引进了分子分布的H函数,从而得到H定理,这是经典分子动力论的基础。

从此,宏观的不可逆性、熵S及热力学第二定律就得以用微观几率态数W来说明其统计意义了,特别是他引进玻耳兹曼常量k而得出S=lnW的关系式。他又从热力学原理导得了斯忒藩直接从实验得出的斯忒藩-玻耳兹曼黑体辐射公式u=σT4(u为辐射密度;T为绝对温度;σ为一普适常数)。他大力支持与宣传了麦克斯韦的电磁理论,并测定介质的折射率和相对介电常量与磁导率的关系,证实麦克斯韦的预言。作为一位坚决的唯物论者,玻耳兹曼深信分子与原子的存在而反对以F.W.奥斯特瓦尔德为首的否认原子存在的唯能论者。因孤立感与疾病缠身在意大利杜伊诺自裁。

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