Boltzmann-állandó

author
2 minutes, 21 seconds Read

Boltzmann 1877-ben kapcsolta össze először az entrópiát és a valószínűséget, de a kapcsolatot nyilvánvalóan soha nem fejezték ki egy konkrét állandón keresztül, amíg Max Planck be nem vezette a k-t, és pontos értéket nem adott (1.346×10-23 J/K, ami körülbelül 2,5%-kal alacsonyabb a ma használt értéknél), amikor 1900-1901-ben levezette a fekete test sugárzási törvényét. 1900 előtt a Boltzmann-tényezőket tartalmazó egyenletek nem a molekulánkénti energiákat vagy a Boltzmann-állandót használták, hanem az R gázállandó egy formáját és a makroszkopikus energiákat az anyag makroszkopikus mennyiségeire. A Boltzmann sírkövén található S = k log W egyenlet rövid, szimbolikus formája valójában Plancknak és nem Boltzmannak köszönhető. Planck valójában ugyanabban a tanulmányban vezette be, amelyben bemutatta a h.

Amint azt Planck 1920-ban Nobel-díj átvételi beszédében írta.

Ezt az állandót gyakran Boltzmann-állandónak nevezik, bár tudomásom szerint maga Boltzmann soha nem említette; amennyire alkalmi nyilatkozataiból kiderül, egy sajátos körülményrendszer miatt soha nem gondolt arra, hogy az állandó pontos mérését elvégezze.

Ezek a “sajátos körülmények” megérthetők, ha felidézzük a kor egyik nagy tudományos vitáját. A 19. század második felében óriási nézeteltérések voltak arról, hogy az atomok és a molekulák “valódiak”-e, vagy csak egy heurisztikus eszköz, amely hasznos a problémamegoldáshoz. Abban is nézeteltérés volt, hogy a “kémiai molekulák” (atomsúllyal mérve) azonosak-e a “fizikai molekulákkal” (a kinetikai elmélet alapján mérve). Hogy folytassuk az idézetet Planck 1920-as felolvasásából:

Semmi sem szemlélteti jobban a fejlődés pozitív és frenetikus ütemét, amellyel a tudósok az elmúlt húsz évben dolgoztak, mint az a tény, hogy azóta nem egy, hanem nagyon sok módszert fedeztek fel egy molekula tömegének gyakorlatilag ugyanolyan pontosságú mérésére, mint amilyet egy bolygó esetében elértek.

A brit National Physical Laboratory 2013-ban mikrohullámú és akusztikus rezonancia mérésekkel meghatározta egy egyatomos gáz hangsebességét egy háromtengelyű ellipszoid kamrában, és a Nemzetközi Egységrendszer (SI) felülvizsgálatának részeként kiszámította az állandó pontosabb értékét. Az újonnan kiszámított érték 1,380 651 56 (98) × 10-²³ J K-1, és várhatóan az SI egy felülvizsgálat után elfogadja.

Similar Posts

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.