Valójában két Boltzmann-állandó van, a Boltzmann-állandó és a Stefan-Boltzmann-állandó; mindkettő kulcsszerepet játszik az asztrofizikában ... az első áthidalja a makroszkopikus és a mikroszkopikus világot, és megalapozza a termodinamika nullaik törvényét; a második a fekete test sugárzásának egyenletében van.
A termodinamika nulla. Törvénye lényegében az, amely lehetővé teszi a hőmérséklet meghatározását; ha "betekinthetnénk" egy izolált rendszerbe (egyensúlyban), akkor a rendszert alkotó alkotóelemek aránya E energiával az E függvénye, és a Boltzmann-állandó (k vagy kB). Pontosabban, a valószínűség arányos a következővel:
e-E / kT
ahol T a hőmérséklet. SI-egységekben, k 1,38 x 10-23 J / K (ez džaulok per Kelvin). Talán a legegyszerűbb, hogy Boltzmann állandó összekapcsolja a makroszkopikus és mikroszkopikus világot: k az R gázállandó (ne feledje az ideális gázszabályt, pV = nRT), elosztva az Avogadro számával.
A sok hely közül k jelenik meg a fizikában a Maxwell-Boltzmann eloszlásban, amely leírja a molekulák sebességének megoszlását egy gázban ... és ezért a Föld (és a Vénusz) légkör elvesztette összes hidrogénjét (és csak a héliumot tartja meg, mert az elveszett helyettesíti a radioaktív bomlás miatti hélium, sziklákban), és miért tarthatja meg a gáz óriások (és a csillagok) övékét.
A Stefan-Boltzmann-állandó (?) A fekete test által sugárzott energiamennyiséget (a felület egységenként) a fekete test hőmérsékletéhez köti (ez a Stefan-Boltzmann-törvény). ? más állandókból áll: pi, néhány egész szám, a fénysebesség, Planck állandó, és a Boltzmann állandó! Mivel a csillagászok szinte teljes egészében a fotonok (elektromágneses sugárzás) detektálására támaszkodnak, hogy megfigyeljék az univerzumot, minden bizonnyal nem meglepő, ha megtudjuk, hogy az asztrofizika hallgatói már tanulmányaik elején megismerik a Stefan-Boltzmann törvényt. Végül is az abszolút fényesség (időegységben sugárzott energia) az egyik legfontosabb dolog, amelyet az csillagászok megpróbálnak becsülni.
Miért jelenik meg olyan gyakran a Boltzmann-állandó? Mivel a rendszerek nagyszabású viselkedése az következik, hogy mi történik ezeknek a rendszereknek az egyes elemeivel, és a kicsiből a nagyba való átjutás tanulmányozása (a klasszikus fizikában) statisztikai mechanika ... melyet Boltzmann az eredeti nehéz emelés (Maxwell, Planck és mások mellett); valóban Planck adta k a neve Boltzmann halála után (és Plancknek, aki Boltzmann entrópiás egyenletével rendelkezik - k - sírkőre gravírozva).
Szeretne többet megtudni? Itt található néhány forrás, különböző szinteken: Ideális gázjog (a hiperfizikától), Sugárzási törvények (bevezető csillagászati kurzusból) és a Texasi Egyetem (Austin) Richard Fitzpatrick tanfolyam (a felsőbb szintű végzettségű hallgatók számára) Termodinamika és statisztikai adatok Mechanika.
Forrás:
Hyperphysics
Wikipedia
