루트비히 볼츠만 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전 루트비히 볼츠만 위키백과, 우리 모두의 백과사전. 둘러보기로 가기 검색하러 가기 루트비히 에두아르트 볼츠만독일어 : Ludwig Eduard Boltzmann 루트비히 에두아르트 볼츠만 ( 1844 - 1906 ) 출생 1844년 2월 20일 ( 1844 - 02 - 20 ) 오스트리아 제국 빈 사망 1906년 9월 5일 ( 62세 ) 이탈리아 왕국 두이노 거주지 오스트리아, 독일 국적 오스트리아 분야 물리학 소속 그라츠 대학교, 빈 대학교, 뮌헨 대학교, 라이프치히 대학교 출신 대학 빈 대학교 지도 교수 요제프 슈테판 지도 학생 리제 마이트너 파울 에렌페스트 필리프 프랑크 구스타프 헤르글로츠 주요 업적 볼츠만 상수 볼츠만 운송 방정식 볼츠만 분포 슈테판 - 볼츠만 법칙 H 정리 루트비히 에두아르트 볼츠만 ( 독일어 : Ludwig Eduard Boltzmann, 1844년 2월 20일 - 1906년 9월 5일 ) 은 통계역학과 통계열역학으로 유명한 오스트리아 출신의 물리학자이다. 그는 과학적 모델에 대해 대단히 논쟁이 심할 시기에 원자론을 주창한 가장 중요한 사람 중에 한 명이다. 목차 1 생애 1. 1 어린 시절과 학생 시절 1
적 모델에 대해 대단히 논쟁이 심할 시기에 원자론을 주창한 가장 중요한 사람 중에 한 명이다. 목차 1 생애 1. 1 어린 시절과 학생 시절 1. 2 학문적 경력 1. 3 말년 2 철학 3 물리학 4 볼츠만 운송 방정식 5 각주 6 같이 보기 생애 [ 편집 ] 어린 시절과 학생 시절 [ 편집 ] 볼츠만은 오스트리아 제국 시절, 1844년에 빈에서 태어났다. 볼츠만의 아버지인 루트비히 볼츠만 ( Ludwig George Boltzmann ) 은 세무 공무원이었고, 어머니는 베를린에서 이주한 시계공이었다. 어머니인 카테리나 파우에른파인트 ( Katharina Pauernfeind ) 는 잘츠부르크 출신이었다. 볼츠만은 양친으로부터 가정에서 초등 교육을 받았으며, 나이 15세에 린츠에 있는 고등학교에 입학하였다. 그 해에 볼츠만의 아버지가 세상을 떠났다. 1863년 빈 대학교에 입학해 물리학을 공부해 1867년 기체운동론에 대한 연구로 박사 학위를 받았으며, 요세프 슈테판의 조수가 되어 2년간 일했다. 볼츠만에게 제임스 클러크 맥스웰의 업적을 소개한 것은 슈테판이었다. 학문적 경력 [ 편집 ] 볼츠만은 그의 나이 25
기체의 분자 속도에 관한 맥스웰 - 볼츠만 분포를 포함한 기체분자운동론에 관한 것이다. 맥스웰 - 볼츠만 통계역학과 에너지에 대한 맥스웰 - 볼츠만 분포는 고전 통계 역학의 기초로 남아있다. 그것들은 양자 역학에 맞지 않는 여러 현상에 적용가능하며, 온도의 의미에 대해 훌륭한 통찰을 제공한다. 대부분의 물리학의 확립은 원자와 분자의 실재에 대한 그의 믿음과 맞지 않았다. 그러나 그 믿음은 스코틀랜드의 제임스 클러크 맥스웰과 미국의 조사이어 윌러드 기브스 그리고 1808년 존 돌턴의 원자 발견의 이후로 대부분의 화학자와 공유되었다. 그는 분자와 원자에 관해서 독일 물리학지 편집자와 긴 논쟁을 벌였다. 볼츠만이 죽고 2 ~ 3년 뒤에 페랭의 브라운 운동 연구에서 아보가드로 수와 볼츠만 상수가 확인되었고, 이로 인해 작은 물질이 실제 존재한다는 사실을 세계에 납득시켰다. 그의 업적으로는 볼츠만 인자라고 불리는 분배법칙을 들 수 있다. 이 법칙은 종래의 분자들의 속도에 관한 맥스웰 분배법칙을 확장시켜 외적인 힘의 작용을 외적인 힘의 작용을 함께 고려하여 얻은 것으로 분자들의 에너지가 주로 절대온도가 플랑크상수의
계 현상 기화 · 끓음 · 융해 · 응축 증발 · 증착 · 삼중점 · 임계점 클라우지우스 - 클라페롱 관계 란다우 이론 · 평균장 이론 양자통계역학 보스 - 아인슈타인 통계 · 보스 기체 보스 - 아인슈타인 응축 · 디바이 모형 ( 포논 ) · 아인슈타인 모형 페르미 - 디랙 통계 · 애니온 · 페르미 기체 · 페르미 준위 · 페르미 표면 · 띠구조 강자성과 격자 모형 퀴리 온도 · 이징 모형 · 포츠 모형 · 하이젠베르크 스핀 사슬 · 최소 모형 초유체와 초전도체 헬륨 - 4 · 헬륨 - 3 · 그로스 - [UNK] 방정식런던 방정식 · 긴즈부르크 - 란다우 이론 · BCS 이론 과학자 기브스 · 긴즈부르크 · 디랙 · 디바이 · 란다우 · 랑주뱅 · 맥스웰 · 보골류보프 · 보스 · 아인슈타인 · 이징 · 온사게르 · 줄 · 볼츠만 · 카다노프 · 카디 · 카라테오도리 · 카르노 · 켈빈 · 퀴리 · 클라우지우스 · 클라페롱 · 판데르 발스 · 페르미 · 헬름홀츠 v. d. e. h 볼츠만의 가장 중요한 과학적 업적은 기체의 분자 속도에 관한 맥스웰 - 볼츠만 분포를 포함한 기체분자운동론에 관한 것이다. 맥스웰 - 볼츠만 통계역학과 에너지에 대한
볼츠만에게 제임스 클러크 맥스웰의 업적을 소개한 것은 슈테판이었다. 학문적 경력 [ 편집 ] 볼츠만은 그의 나이 25세가 되는 1869년에 그라츠 대학의 이론물리학 ( 수리물리학 ) 교수가 되었다. 1869년의 몇 달간은 하이델베르크에서 로베르트 분젠과 레오 [UNK], 1871년에는 베를린에서 구스타프 키르히호프와 헤르만 폰 헬름홀츠와 공동 연구를 했다. 1873년 볼츠만은 빈 대학의 수학교수로 임용되었으며 1876년까지 일했다. 루트비히 볼츠만과 그라츠 대학의 동료들, 1887년. ( 서 있는 왼쪽 사람부터 ) 네른스트, Streintz, 아레니우스, Hiecke, ( 앉아 있는 왼쪽 사람부터 ) Aulinger, Ettingshausen, Boltzmann, [UNK], Hausmanninger 1873년에 볼츠만은 그라츠의 교사 양성 대학의 여학생이었던 헨리에테 폰 아이겐틀러를 처음 만났고, 1876년 7월에 헨리에테와 결혼해 슬하에 세 명의 딸과 두 명의 아들을 두었다. 볼츠만은 다시 그라츠로 돌아와 실험물리학과의 학장을 맡았다. 그
은 1902년에 다시 빈으로 돌아갔다. 거기에 칼 프르지브람 ( Karl Przibram ), 파울 에렌페스트 ( Paul Ehrenfest ), 리제 마이트너 ( Lise Meitner ) 같은 학생들도 포함되어 있었다. 빈에서 볼츠만은 물리학뿐만 아니라 철학도 가르쳤다. 볼츠만의 자연철학에 관한 강의는 매우 인기가 많아서 그 시대에 상당한 관심을 받았다. 그의 첫 번째 강의는 매우 성공적이었다. 가장 큰 강의실도 모자라서 사람들은 계단사이에 서서 강의를 들었다고 한다. 볼츠만의 철학 강의 때문에 황제들이 궁전으로 초대하기도 하였다. 그가 가르친 학생 중에는 린츠의 루트비히 비트겐슈타인도 있었다. 1906년 9월 5일, 볼츠만은 이탈리아 트리에스테 근방의 두이노에서 여름 휴가를 보내던 중 스스로 목을 매 자살하였다. 자살 당시 그의 부인과 딸은 밖에서 수영을 즐기고 있었다. [ 1 ] 우울증이 원인이었다고 추측되지만, 명확한 자살 이유는 밝혀지지 않았다. 철학 [ 편집 ] 볼츠만의 기체분자운동론은 원자와 분자의 실재를 전제하는 것으로 생각되었다. 하지만 거의 대부분의 독일 철학자들
결혼해 슬하에 세 명의 딸과 두 명의 아들을 두었다. 볼츠만은 다시 그라츠로 돌아와 실험물리학과의 학장을 맡았다. 그의 제자 중에는 아레니우스 식으로 유명한 스반테 아레니우스와 열역학 제3법칙으로 유명한 발터 네른스트가 있었다. 볼츠만은 그라츠에서 14년간을 일했으며, 이 당시에 통계 물리학의 기본 개념을 발전시켰다. 1887년에는 그라츠 대학의 총장이 되었다. 볼츠만은 1890년 독일에 있는 뮌헨 대학의 이론물리학 학장으로 임명되었고, 1894년에는 다시 빈 대학으로 돌아와 요세프 슈테판의 자리를 이어 이론물리학과 교수가 되었다. 말년 [ 편집 ] 볼츠만은 빈 대학의 여러 동료들과 친해지지 못했는데, 특히 당시 빈 대학의 철학 교수이자 과학사 교수였던 에른스트 마흐와 원자론을 둘러싸고 불편한 관계를 유지하였다. 그래서 곧 빌헬름 오스트발트의 초청으로 1900년 라이프치히 대학으로 이직했다. 마흐의 퇴임 이후에 볼츠만은 1902년에 다시 빈으로 돌아갔다. 거기에 칼 프르지브람 ( Karl Przibram ), 파울 에렌페스트 ( Paul Ehren
와 운동량의 분포 함수이며, F는 힘, m은 물질의 질량, T는 시간이며, v는 물질의 평균속도를 의미한다. 이 방정식은 위치와 운동량에 대한 확률 분포의 시공간 미분을 나타내고 있다. 좌변의 첫항은 분포 함수의 시간 미분을 나타내고, 두 번째 항은 위치 미분으로 주어진다. 그리고 세 번째 항은 물질에 주어지는 어떠한 힘의 효과를 나태내고 있다. 우변은 충돌의 효과를 나타내고 있다. 빈에 있는 볼츠만의 무덤. 그의 상반신과 엔트로피식이 보인다 원칙적으로, 위 방정식은 적절한 경계조건이 주어진다면 완벽하게 기체들의 총제적인 동역학을 보여준다. 1차 미분 방정식은 믿을 수 없게 간단한 모양을 가지고 있다. 왜냐하면 f는 멋대로인 물질의 분포함수를 나타내는 것이기 때문이다. 또한 물질에 주어지는 힘 또한 본포함수의 속도에 직접적으로 의존한다. 볼츠만 방정식은 적분하기 어렵기로 유명하다. 다비트 힐베르트는 그것을 풀기 위해 몇 년을 노력했다고 한다. 충돌항에 관한 모양은 얼추 맞다. 그러나 이상기체에 관한 볼츠만 방정식의 Chapman - Enskog 확장이 더욱 더 정확하다. 볼츠만은 여러 해 동안 그의
을 확장시켜 외적인 힘의 작용을 외적인 힘의 작용을 함께 고려하여 얻은 것으로 분자들의 에너지가 주로 절대온도가 플랑크상수의 곱으로 주어지는 열적인 에너지 근처에 분포되어 있음을 나타낸다. 그는 또 슈테판 - 볼츠만 공식을 유도해냈다. 흑체의 단위표면적에서 방출되는 모든 파장의 빛에너지의 총합이 흑체의 절대온도에 4제곱에 비례한다는 법칙이다. 1879년에 슈테판이 실험적으로 발견하고, 이를 1884년에 이론적으로 유도해내었다. 이것은 20세기 양자론이 등장하게 되는 하나의 계기를 마련하는 등 중요한 역할을 담당하였다. 플랑크의 말을 인용하면 " 엔트로피와 확률이 로그로 연결된다는 것을 처음 진술된 것은 볼츠만의 기체분자이론에서였다. " 그 유명한 엔트로피 S에 관한 식은 S = k log W { [UNK] displaystyle S = k [UNK], [UNK] log W } 여기서 k { [UNK] displaystyle k } = 1. 3806505 ( 24 ) x 10 - 23 J K - 1 는 볼츠만 상수이다. W는 거시상태의 기회의 빈도, 더 엄밀하게 말하면 계의 거시적인 상태에 상응하는
다. 철학 [ 편집 ] 볼츠만의 기체분자운동론은 원자와 분자의 실재를 전제하는 것으로 생각되었다. 하지만 거의 대부분의 독일 철학자들과 에른스트 마흐와 물리화학자인 오스발트같은 과학자들은 그것들의 존재를 반대했다. 1890년대 동안 볼츠만은 원자론자들과 비원자론자 모두가 원자에 대한 논의 없이 물리학을 할 수 있도록 타협안을 만드는 데 정성을 기울였다. 그의 해결 방법은 원자는 곧 " Builder " 라고 하는 헤르츠의 이론을 사용하는 것이었다. 비원자론자들은 그 그림이 실제 원자를 대표하는 것으로 생각하는 반면에, 원자론자들은 그림 자체가 실제 원자라고 생각했다. 하지만 그것은 각 집단을 충분히 만족시키지 못했다. 게다가 오스발트나 순수 열역학의 옹호자들은 볼츠만의 원자와 분자에 관한 가정과 특히 열역학 제2법칙의 통계 해석 때문에 기체분자운동론과 통계역학에 대해 이의를 제기하고 있었다. 백여년에 걸쳐 볼츠만의 과학은 다른 철학적 반대에 계속 위협을 받고 있었다. 마흐의 학생과 구스타프 야우만 등을 포함한 물리학자들은 헤르츠의 이론을 다음과 같이 해석했다. 그것은 모든
루트비히 에두아르트 볼츠만(독일어: Ludwig Eduard Boltzmann, 1844년 2월 20일 - 1906년 9월 5일)은 통계역학과 통계열역학으로 유명한 오스트리아 출신의 물리학자이다. 그는 과학적 모델에 대해 대단히 논쟁이 심할 시기에 원자론을 주창한 가장 중요한 사람 중에 한 명이다.