Thực tế có hai hằng số Boltzmann, hằng số Boltzmann và hằng số Stefan-Boltzmann; cả hai đều đóng vai trò quan trọng trong vật lý thiên văn, là cầu nối đầu tiên trong thế giới vĩ mô và vi mô, và cung cấp nền tảng cho định luật nhiệt động lực học thứ 0; thứ hai là trong phương trình bức xạ của người đen.
Định luật không nhiệt động lực học về bản chất là những gì cho phép chúng ta xác định nhiệt độ; nếu bạn có thể ‘nhìn vào bên trong một hệ cô lập (ở trạng thái cân bằng), tỷ lệ các thành phần cấu thành hệ với năng lượng E là một hàm của E và hằng số Boltzmann (k hoặc là kB). Cụ thể, xác suất tỷ lệ thuận với:
e-E / kT
Trong đó T là nhiệt độ. Trong các đơn vị SI, k là 1,38 x 10-23 J / K (mà joules joules mỗi Kelvin). Làm thế nào Boltzmann nhiệt liên tục liên kết các thế giới vĩ mô và vi mô có lẽ dễ thấy nhất như thế này: k là hằng số khí R (nhớ định luật khí lý tưởng, pV = nRT) chia cho số Avogadro.
Trong số nhiều nơi k xuất hiện trong vật lý là trong bản phân phối Maxwell-Boltzmann, mô tả sự phân bố tốc độ của các phân tử trong khí khí và do đó, tại sao bầu khí quyển của Trái đất (và sao Kim ') đã mất hết hydro (và chỉ giữ lại helium vì những gì đã mất được thay thế bằng helium từ sự phân rã phóng xạ, trong đá) và tại sao những người khổng lồ khí (và ngôi sao) có thể giữ chúng.
Hằng số Stefan-Boltzmann (?), Liên kết lượng năng lượng tỏa ra từ một vật đen (trên một đơn vị diện tích bề mặt của nó) với nhiệt độ của vật đen (đây là định luật Stefan-Boltzmann). ? được tạo thành từ các hằng số khác: pi, một vài số nguyên, tốc độ ánh sáng, hằng số Planckiến, hằng số và Boltzmann! Khi các nhà thiên văn học phụ thuộc gần như hoàn toàn vào việc phát hiện các photon (bức xạ điện từ) để quan sát vũ trụ, chắc chắn sẽ không có gì ngạc nhiên khi biết rằng các sinh viên vật lý thiên văn trở nên rất quen thuộc với định luật Stefan-Boltzmann, từ rất sớm trong nghiên cứu của họ! Xét cho cùng, độ sáng tuyệt đối (năng lượng bức xạ trên một đơn vị thời gian) là một trong những điều quan trọng mà các nhà thiên văn học cố gắng ước tính.
Tại sao liên tục Boltzmann bật lên thường xuyên như vậy? Bởi vì hành vi quy mô lớn của các hệ thống xuất phát từ những gì xảy ra với các thành phần riêng lẻ của các hệ thống đó, và nghiên cứu làm thế nào để chuyển từ nhỏ sang lớn (trong vật lý cổ điển) là cơ học thống kê mà Boltzmann đã làm phần lớn nâng lên (cùng với Maxwell, Planck và những người khác); Thật vậy, chính Planck đã cho k Tên của nó, sau cái chết của Boltzmann (và Planck, người có phương trình entropy Boltzmann - với k - khắc trên bia mộ của mình).
Muốn tìm hiểu thêm? Dưới đây là một số tài nguyên, ở các cấp độ khác nhau: Luật khí lý tưởng (từ Hyperphysics), Luật phóng xạ (từ khóa học thiên văn học nhập môn) và khóa học Richard Fitzpatrick của Đại học Texas (dành cho sinh viên đại học cấp trên) Nhiệt động lực học & Thống kê Cơ học.
Nguồn:
Siêu âm
Wikipedia
