Большая Советская Энциклопедия (БО) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" (читать книги бесплатно полные версии .TXT) 📗

  Б. был убеждённым сторонником молекулярной теории. Он резко выступал против очень популярных в Австрии и Германии в конце 19 — начале 20 вв. махизма и энергетизма, сторонники которого (Э. Мах, В. Оствальд и др.) отказывались от объяснения внутреннего механизма физических явлений и признавали лишь «чистое описание». Б. приходилось вести напряжённую идейную борьбу, чтобы отстоять право молекулярно-атомистической теории на существование; его труды не были приняты рядом его соотечественников. Возможно, это сыграло известную роль в трагическом конце Б.: больной и подавленный, он покончил жизнь самоубийством.

  Соч.: Wissenschaftliche Abhandlungen, Bd 1—3, Lpz., 1909; Populäre Schriften, 2. Aufl., Lpz., 1919; в рус. пер. — Очерки методологии физики, М., 1929; Лекции по теории газов, М., 1956.

  Лит.: Фламм Л., Памяти Людвига Больцмана, «Успехи физических наук», 1957, т. 61, в. 1.

  О. В. Кузнецова.

Л. Больцман.

Больцмана постоянная

Бо'льцмана постоя'нная, одна из основных физических постоянных , равная отношению универсальной газовой постоянной R к числу Авогадро N_A . (числу молекул в 1 моль или 1 кмоль вещества): k = R/N_A . Названа по имени Л. Больцмана . Б. п. входит в ряд важнейших соотношений физики: в уравнение состояния идеального газа, в выражение для средней энергии теплового движения частиц (и собственно теплоёмкости ), связывает энтропию физической системы с её термодинамической вероятностью (см. Вероятность термодинамическая ).

  Б. п. k = (1,38054±0,00018)´10^-23дж /К; это значение соответствует наиболее точным на 1964 данным о постоянных R и nA. Непосредственно значение Б. п. можно определить, например, опытной проверкой законов излучения.

Больцмана принцип

Бо'льцмана при'нцип устанавливает связь между энтропией S физической системы и термодинамической вероятностью W её состояния: S = k lnW, где k — Больцмана постоянная . Предложен Л. Больцманом в 1872. Подробнее см. Энтропия .

Больцмана распределение

Бо'льцмана распределе'ние, см. Больцмана статистика .

Больцмана статистика

Бо'льцмана стати'стика, физическая статистика для систем из большого числа невзаимодействующих частиц. Строго Б.с. подчиняются атомные и молекулярные идеальные газы, т. е. газы, у которых потенциальная энергия взаимодействия молекул считается равной нулю. Реально к таким системам относятся разрежённые газы, молекулы которых слабо взаимодействуют друг с другом.

  При большом числе частиц в системе невозможно детально описать поведение каждой частицы. Однако общие черты поведения системы в целом являются усреднённым отражением движения отдельных частиц. Частицы распределяются по возможным для них состояниям — их координаты r и импульсы р принимают определённые значения. Математически это описывается функцией распределения, характеризующей вероятность пребывания частицы в данном состоянии.

  Для идеального газа молекул, находящихся в поле внешних сил, функция распределения Больцмана имеет вид:

где р²/2m — кинетическая энергия молекулы массы m, U (r ) — её потенциальная энергия во внешнем поле, k — Больцмана постоянная , Т — абсолютная температура газа; постоянная А определяется из условия, что суммарное число частиц, распределённых по всем возможным состояниям, равно полному числу частиц в системе (условие нормировки). Так как величина kT характеризует среднюю энергию теплового движения молекулы, то в Б. с. распределение частиц по состояниям определяется отношением полной энергии частицы (кинетическая плюс потенциальная) к энергии её теплового движения.

  Функция распределения (1) содержит два сомножителя: ехр (-р²/ 2mкТ ) и exp (-U (r )/kT ). Первый из них определяет распределение молекул по импульсам (или скоростям), т. е. является Максвелла распределением , а второй — распределение по координатам в поле внешних сил. Поэтому иногда только вторую зависимость называют распределением Больцмана, а формулу (1) называют распределением Максвелла — Больцмана.

  С помощью функции распределения Больцмана легко получить формулу изменения концентрации молекул воздуха (независимо от их импульса) с изменением высоты над земной поверхностью, а следовательно, и барометрическую формулу , определяющую зависимость давления воздуха от высоты.

  В квантовой статистике вместо функции распределения рассматривается среднее число частиц

  Постоянная А находится из условия

где N — общее число частиц в системе, и равна А = (N/V )(h² /mkT )^3/2 (V — объём газа, h — Планка постоянная ). Распределение (2) является предельным случаем квантовых статистик Бозе — Эйнштейна и Ферми — Дирака, когда можно пренебречь квантовомеханическими эффектами, связанными с взаимным влиянием тождественных частиц (см. Тождественности принцип ). Оно справедливо для систем, у которых все числа

  Квантовая Б. с. справедлива при малых плотностях газа N/V и высоких температурах (при данной массе частиц). Фактически Б. с. применима для всех разреженных молекулярных газов, т.к. масса молекул велика и квантовое воздействие тождественных частиц друг на друга должно было бы проявиться лишь при столь высоких плотностях и низких температурах, которые соответствуют твёрдому (для гелия — жидкому) состоянию вещества (а в этом случае Б. с. вообще неприменима, т.к. взаимодействие молекул велико). К электронному газу в металлах и газу световых квантов — фотонов — Б. с. неприменима (см. Статистическая физика ).

  Лит. см. при ст. Статистическая физика .

  В. П. Павлов.

Большаков Кирилл Андреевич

Большако'в Кирилл Андреевич [р. 11(24).12.1906, Ряжск, ныне Рязанской области], советский химик-неорганик, член-корреспондент АН СССР (1958). Специалист в области химии и технологии редких, рассеянных элементов и малых металлов, один из создателей и организаторов отечественной редкоэлементной промышленности. Окончил Казанский университет. В 1930—47 заведовал лабораторией в Государственном научно-исследовательском институте редких металлов. Педагогическая деятельность Б. неразрывно связана (с 1933) с Московским институтом тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова, где он последовательно занимал должности ассистента, доцента, профессора, заведующего кафедрой химии и технологии редких элементов и созданной им проблемной лабораторией того же направления; с 1958 ректор этого института. Основные исследования посвящены изучению физико-химических основ технологических процессов. Автор многих научных работ и изобретений. Под его редакцией выпущено учебное пособие для вузов «Химия и технология редких и рассеянных элементов» (т. 1—2, 1965—69). Государственная премия СССР (1941, 1953). Награжден 2 орденами Ленина и 3 другими орденами.