Boltzmann était un mathématicien autrichien qui a fait des progrès importants dans l’électromagnétisme et la thermodynamique.
Ludwig Boltzmann (1844-1906) était un physicien autrichien dont les efforts ont radicalement changé plusieurs branches de la physique. Il est surtout connu pour son rôle dans le développement de la mécanique statistique et l’explication statistique de la deuxième loi de la thermodynamique.
Né à Vienne le 20 février 1844, le père de Ludwig Eduard Boltzmann, Ludwig Georg Boltzmann, était fonctionnaire des impôts. Il était l’aîné de trois enfants et sa mère, Katharina Pauernfeind, était issue d’une famille aisée. Ludwig a d’abord été éduqué par un tuteur privé et il a ensuite fréquenté le gymnase local de Linz où il a montré une grande aptitude en mathématiques et en sciences.
Ludwig a appris à jouer du piano et a joué toute sa vie. Son père est mort alors qu’il n’avait que quinze ans. À l’âge de 19 ans, Ludwig Boltzmann s’inscrit à l’Université de Vienne, où il étudie les mathématiques et la physique. Il a obtenu son doctorat trois ans plus tard en 1866.
Cheminement de carrière :
Ludwig Boltzmann a enseigné les mathématiques, la physique expérimentale et la physique théorique dans plusieurs universités, mais la physique théorique était sa principale passion. Il a écrit son célèbre récit de voyage « Reise eines deutschen Professors ins Eldorado » (Voyage d’un professeur allemand à l’Eldorado) pendant cette période. Il obtient son premier poste de professeur en 1869 en tant que professeur de physique mathématique à l’Université de Graz, puis à l’Université de Vienne en tant que professeur de mathématiques en 1873. En 1876, Boltzmann retourna à Graz pour occuper la chaire de physique expérimentale et la même année, il épousa le professeur de mathématiques Henriette von Aigentler. Ils eurent trois filles et deux fils.
Boltzmann nommé à la chaire de physique théorique à l’Université de Munich en Bavière en 1890, retour à l’Université de Vienne en tant que professeur de physique théorique en 1894. Hormis un court séjour à l’Université de Leipzig de 1900 à 1902, Boltzmann retourna à Vienne pour enseigner la physique et la philosophie naturelle jusqu’à sa mort.
Contributions et réalisations :
L’approche scientifique de Boltzmann consistait à s’attaquer au problème. Il a expliqué la deuxième loi de la thermodynamique au début des années 1870 sur la base de la théorie atomique de la matière. La deuxième loi de la thermodynamique stipule que l’état d’entropie de l’univers entier, en tant que système isolé, augmentera toujours avec le temps. La deuxième loi stipule également que les changements d’entropie dans l’univers ne peuvent jamais être négatifs. Il a démontré que la seconde loi pouvait être interprétée en mêlant les lois de la mécanique, appliquées aux mouvements des atomes, avec la théorie des probabilités. Il précise que la deuxième loi est une loi essentiellement statistique. Il a formulé la majeure partie de la structure de la mécanique statistique, qui a ensuite été étudiée par le physicien mathématicien Josiah Willard Gibbs.
En plus de ses contributions à la mécanique statistique, Boltzmann a fait des calculs détaillés dans la théorie cinétique des gaz. Il fut l’un des premiers à comprendre l’importance de la théorie de l’électromagnétisme de James Clerk Maxwell, sur laquelle il écrivit un traité en deux volumes. Boltzmann a également travaillé sur une dérivation du rayonnement du corps noir basée sur la loi de Stefan, qui a ensuite été qualifiée par Hendrik Antoon Lorentz de « véritable perle de la physique théorique ». Ses travaux en mécanique statistique ont été vivement critiqués par Wilhelm Ostwald et les énergéticiens qui ne tenaient pas compte des atomes et fondaient la science physique exclusivement sur les conditions énergétiques. Ils étaient incapables de comprendre la nature statistique de la logique de Boltzmann. Ses idées ont été soutenues par les découvertes ultérieures en physique atomique au début des années 1900, par exemple le mouvement brownien, qui ne peut être expliqué que par la mécanique statistique.
Évaluations
Étroitement associé à une interprétation particulière de la deuxième loi de la thermodynamique, il est également crédité dans certains milieux d’avoir anticipé la mécanique quantique.
Dernières années – Vie et mort ultérieures :
Boltzmann était sujet à une alternance rapide d’humeurs dépressives avec des humeurs élevées, expansives ou irritables. Lui-même attribuait en plaisantant ses sautes rapides de tempérament au fait qu’il était né dans la nuit entre Mardi Gras et Mercredi des Cendres ; il avait, presque certainement, un trouble bipolaire. Meitner raconte que ceux qui étaient proches de Boltzmann étaient au courant de ses épisodes de dépression sévère et de ses tentatives de suicide. Le 5 septembre 1906, alors qu’il était en vacances d’été à Duino près de Trieste, il se suicida lors d’une crise de dépression.Ludwig Boltzmann a été très démoralisé en raison de la critique acerbe de son travail. Il s’est suicidé le 5 septembre 1906 à Duino, en Italie, en se pendant. Il avait 62 ans.
La physique
Les contributions scientifiques les plus importantes de Boltzmann concernaient la théorie cinétique, y compris la distribution de Maxwell-Boltzmann pour les vitesses moléculaires dans un gaz. De plus, les statistiques de Maxwell-Boltzmann et la distribution de Boltzmann sur les énergies restent les fondements de la mécanique statistique classique. Ils sont applicables aux nombreux phénomènes qui ne nécessitent pas de statistiques quantiques et fournissent un aperçu remarquable de la signification de la température.
Une grande partie de l’establishment de la physique ne partageait pas sa croyance en la réalité des atomes et des molécules – une croyance partagée, cependant, par Maxwell en Écosse et Gibbs aux États-Unis ; et par la plupart des chimistes depuis les découvertes de John Dalton en 1808. Il eut une dispute de longue date avec le rédacteur en chef de la revue de physique allemande prééminente de son époque, qui refusa de laisser Boltzmann se référer aux atomes et aux molécules autrement que comme des constructions théoriques commodes. Quelques années seulement après la mort de Boltzmann, les études de Perrin sur les suspensions colloïdales (1908-1909) ont confirmé les valeurs du nombre d’Avogadro et de la constante de Boltzmann, et convaincu le monde que les minuscules particules existent vraiment.
Ludwig Eduard Boltzmann (20 février 1844 – 5 septembre 1906) était un physicien autrichien célèbre pour ses contributions fondatrices dans les domaines de la mécanique statistique et de la thermodynamique statistique . Il était l’un des plus importants défenseurs de la théorie atomique lorsque ce modèle scientifique était encore très controversé.
Physicien autrichien fondateur de la mécanique statistique. Après avoir obtenu son doctorat, il devient assistant de son professeur Josef Stefan. La renommée de Boltzmann repose sur son invention de la mécanique statistique, indépendamment de Willard Gibbs. Leurs théories reliaient les propriétés et le comportement des atomes et des molécules aux propriétés et au comportement à grande échelle des substances dont ils étaient les éléments constitutifs. Il a également élaboré une théorie cinétique des gaz et la loi de Stefan-Boltzmann concernant une relation entre la température d’un corps et le rayonnement qu’il émet. Sa ferme conviction et sa défense de l’atomisme (que toute matière est faite d’atomes) contre une opposition hostile à cette nouvelle idée, ont peut-être contribué à son suicide en 1906.
https://www.chemeurope.com/en/encyclopedia/Ludwig_Boltzmann.html
http://www.scientificlib.com/en/Physics/Biographies/LudwigBoltzmann.html
https://mathshistory.st-andrews.ac.uk/Biographies/Boltzmann/