Ludwig Boltzmann

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Ludwig Eduard Boltzmann

Ludwig Eduard Boltzmann (Vienna, 20 febbraio 1844 – Duino, 5 settembre 1906) è stato un fisico e matematico austriaco.

Boltzmann è stato uno dei più grandi fisici teorici di tutti i tempi. La sua fama è dovuta alle ricerche in termodinamica e meccanica statistica (l'equazione fondamentale della teoria cinetica dei gas e il secondo principio della termodinamica). Diede importanti contributi anche in meccanica, elettromagnetismo, matematica e filosofia. Fu un personaggio controverso e le sue idee innovative (sull'atomismo, l'irreversibilità, ecc.) furono spesso fraintese e osteggiate.

Indice

1 Risultati scientifici
- 1.1 Meccanica statistica
- 1.2 Termodinamica
2 Le equazioni di Boltzmann
3 Cronologia: la vita
4 Curiosità
5 Voci correlate
6 Bibliografia
7 Altri progetti

[modifica] Risultati scientifici

[modifica] Meccanica statistica

Equazione cinetica di Boltzmann (1872)
Teorema H di Boltzmann
Distribuzione di Maxwell-Boltzmann

[modifica] Termodinamica

Legge di Stefan-Boltzmann

[modifica] Le equazioni di Boltzmann

Le equazioni di Boltzmann sono state sviluppate per descrivere le dinamiche di un gas ideale.

$\frac{\partial f}{\partial t}+ v \frac{\partial f}{\partial x}+ \frac{F}{m} \frac{\partial f}{\partial v} = \frac{\partial f}{\partial t}\left.{\!\!\frac{}{}}\right|_\mathrm{collisioni}$

Ove $f$ rappresenta la funzione di distribuzione della posizione e del momento di una particella singola in un dato momento (vedi la distribuzione di Maxwell-Boltzmann ), $F$ è una forza, $m$ è la massa di una particella, $t$ è il tempo e $v$ è la velocità media delle particelle.

Questa equazione descrive la variazione temporale e spaziale della distribuzione di probabilità della posizione e del momento della densità di distribuzione per un insieme di punti nello spazio di fase a particella singola. (Vedi Meccanica hamiltoniana.)

[modifica] Elettromagnetismo

Misura della costante dielettrica nei gas
Anisotropia della costante dielettrica nei cristalli

[modifica] Viscoelasticità

Principio di sovrapposizione di Boltzmann

[modifica] Matematica

Della matematica, Boltzmann fu più un "utente" che un "creatore". Pur padroneggiando il calcolo infinitesimale, preferiva ragionare in termini di differenze finite e sommatorie, per poi usare derivate e integrali come strumenti tecnici.

[modifica] Filosofia

In filosofia, Boltzmann si dichiarava un "materialista", nel senso che

L'idealismo asserisce che esistono solo l'<<Io>> e le varie idee, cercando di spiegare la materia a partire da queste.

Il materialismo parte dall'esistenza della materia e cerca di spiegare le sensazioni a partire da questa.

Ammirava Darwin, alle cui teorie evoluzioniste attribuiva una valenza filosofica.

[modifica] Cronologia: la vita

1844 nato a Vienna da un impiegato delle imposte e dalla figlia di un ricco mercante

???? ginnasio a Linz

1863 università (fisica) a Vienna

1866 dottorato con Stefan

1867 assistente di Stefan

1869 cattedra di Fisica Matematica a Vienna

1876 matrimonio con Henriette von Aigentler (2 figli + 3 figlie)

- " - cattedra di fisica a Graz

1878 Preside di Facoltà

1885 membro dell'Accademia Imperiale delle Scienze (Austria)

1887 Rettore a Graz

1888 Consigliere del Governo

1889 Consigliere di Corte

1890 cattedra di Fisica Teorica a Monaco

1894 Dottore honoris causa a Oxford

- " - cattedra a Vienna

1895 Socio straniero dell'Accademia dei Lincei

1899 viaggio negli USA (laurea honoris causa nel Massachusetts)

1900 cattedra di Fisica Teorica a Lipsia

1901 crociera nel Mediterraneo

1900 cattedra di Fisica Teorica a Vienna

1904 visita l'Esposizione Internazionale di St. Louis (USA)

1906 morto suicida a Duino (Trieste)

I motivi del suicidio sono a tutt'oggi incerti. Tra quelli ipotizzati: personalità maniaco-depressiva, malattie (quasi cecità, gastroenteriti, mal di testa, asma), morte prematura del primogenito, superlavoro, oppositori scientifici (Ernst Mach).

Tra le persone che hanno influenzato o che sono state influenzate da Boltzmann ricordiamo:

Maestri: Stefan, Maxwell (attraverso le opere)
Colleghi: Bunsen, Kirchhoff, Helmholtz, Linde, Brentano, Lorentz
Critici: Ernst Mach, Ostwald, Max Planck, Ernst Zermelo, Helm, Loschmidt, Lord Kelvin, Henri Poincaré, Karl Popper (postumo)
Allievi: Paul Ehrenfest, Mayer, Lise Meitner, Svante Arrhenius, Walther Nernst

[modifica] Curiosità

Fra le sue passioni e hobby vengono citati il pianoforte, il nuoto, il pattinaggio su ghiaccio, la botanica, le farfalle, i ricevimenti, e il vino e la birra.
L'epigrafe sulla sua tomba è "S = k logW " (con S entropia, k la costante di Boltzmann, e W la molteplicità dei macrostati)
Le applicazioni scientifiche e tecnologiche dell'equazione di Boltzmann sono molte, e vanno dall'astrofisica, ad impieghi puri di termodinamica, quali lo studio dell'inquinamento, la progettazione di reattori nucleari, camere di combustione, e semiconduttori.

[modifica] Voci correlate

Costante di Boltzmann

[modifica] Bibliografia

Boltzmann L., Fisica e probabilità (a cura di Massimiliano Badino), Edizioni Melquìades, Milano 2005.
Boltzmann L., Scritti divulgativi (a cura di Carlo Cercignani), Universale Bollati Boringhieri, 1999.
Cercignani C., Ludwig Boltzmann e la meccanica statistica, La Goliardica Pavese, 1997.