Механизм Вселенной: как законы науки управляют миром и как мы об этом узнали
Часть 38 из 42 Информация о книге
168 Следует признать, что я только предлагаю довольно вероятную схему, по которой Кирхгоф мог провести свой эксперимент. Вернуться 169 Вы можете поспорить, что картошка снова поглощает часть испускаемого ею излучения, вследствие этого полное количество энергии поглощенного теплового излучения равно вышеупомянутой части энергии, испущенной индейкой, плюс количество энергии, снова поглощенной самой картошкой. Здесь я решил не принимать во внимание возможность повторного поглощения, поскольку окончательное математическое соотношение, которое мне хотелось бы обсудить, не изменится. Вернуться 170 Второй закон требует, чтобы каждый объект в системе (например, индейка и картошка) по отдельности излучал и поглощал с одной и той же скоростью. Первый закон всего лишь требует, чтобы полная излученная энергия и полная поглощенная энергия были равны друг другу. Однако соблюдение только первого закона допустит следующее развитие событий: (в системе двух объектов) один из них будет только излучать, тогда как другой – только поглощать. Таким образом, излучающий объект будет продолжать охлаждаться, а поглощающий – нагреваться. Другими словами, мы имеем передачу тепла от холодного объекта к более теплому, что является строгим нарушением второго начала термодинамики. Эту катастрофу можно предотвратить заключением, что, когда система находится в равновесии, каждый объект должен излучать и поглощать с одной и той же скоростью. Вернуться 171 Поразительно, что это уравнение не зависит от формы или состава объектов, или ящика. Вернуться 172 Двое из его братьев и сестер были от первого брака его отца. Вернуться 173 Стоит отметить, что в 1879 году Йозеф Стефан (1835–1893), основываясь на экспериментальных данных, выдвинул предположение, что полная энергия, излучаемая горячим объектом, пропорциональна T4. В общем случае это утверждение неверно, и в 1884 году Больцман получил точный результат, показав, что зависимость от T4, выдвигаемая Стефаном, применима лишь к абсолютно черному телу, а не к любому горячему объекту. Вернуться 174 В своей «Научной автобиографии» 1948 года Планк отмечал, что близкая дружба его отца с профессором физики Кильского университета внесла свою лепту в его назначении на должность. Вернуться 175 Возможно, Гельмгольц помог Планку в получении должности. Вернуться 176 Во всей своей научной работе Планк использовал эту концепцию резонаторов, иногда рассматривая набор резонаторов, а иногда – только один. Вернуться 177 На самом деле всякая неравновесная система, стремящаяся к равновесию, делает это необратимо. Вернуться 178 Выражение для W в комбинаторной форме имеет вид: W = (N – 1 + P)! / P! (N – 1)! В модели Больцмана ему равнялось суммарное число разных способов, которыми P различимых порций энергии могут быть распределены по системе N различимых атомов газа, то есть полное число микросостояний системы. Вернуться 179