антич-
ность |
Появляются идеи атомизма, а также то, что теплота
является видом движения частиц внутри тела, а давление -
результатом этого движения.
|
|---|
примерно
150
до Н.Э. |
Герон Александрийский пишет Пневматику,
исследование атмосферного воздуха, суммируя все, что было известно к тому
моменту о сифонах, насосах, тепловых эффектах в жидкостях и тепловых двигателях.
|
|---|
11-й
век |
То, что постоянные магниты теряют магнитные свойства
при нагревании, известно в Китае.
|
|---|
| 1575 |
Ф Коммандине перевел Пневматику Герона Александрийского
на латынь (чуть раньше, в 1547, ее перевел на итальянский Алеотти).
|
|---|
| 1612 |
Врач, профессор из Падуи Санторио (Santorio, латинизир. -
Sanctorius, 1561-1636)
использовал термоскоп (ртутный измеритель температуры) и написал
Commentariar in artem medicinalem Galeni.
Санторио пишет письмо
Галилео Галилею (1564-1642)
и описывает ему свой прибор. Однако
Галилей отвечает, что
это его собственое изобретение (1626). Вопрос о приоритете остался
невыясненным. |
|---|
| 1615 |
Термоскоп Санторио может определять температуру человеческого
тела и температуру пламени свечи.
|
|---|
| 1620 |
|
Йоханнес ван Гельмонт (Johannes Baptista
van Helmont)
вводит понятие "газ" (по-фламандски "хаос"), обозначая им
воздухоподобные субстанции.
|
|---|
| 1638 |
|
Галилей указывает, что простые насосы могут поднимать воду не выше 10 метров.
Впрочем, этот факт и так был хорошо известен изготовителям насосов того времени.
|
|---|
| 1641 |
Фернанад II, великий граф Тусканы,
изобрел термометр: он использовал жидкость в запяенной с одного конца
стеклянной трубке, немного улучшив термоскоп
Галилея.
|
|---|
| 1643 |
|
Евангелиста Торичелли (1608-1647) изобрел барометр,
и получил в лаборатории частичный вакуум.
|
| 1644 |
|
В Амстердаме опубликован трактат Рене Декартa (1596-1650) Principa Philosophiae.
В работе предпринята попытка сформулировать полную математико-механическую модель
мира, в том числе концепцию нелокальности, отсутствия пустоты, а также вихревую
модель атома.
|
|---|
| 1647 |
Жилль Персонн де Роберваль (Gilles Personne de Roberval, 1602-1675)
выполнил часто цитируемый опыт: плавательный пузырь карпа, сжатый атмосферным воздухом,
помещался в торичеллевский вакуум, и пузырь расширялся.
|
|---|
| 1648 |
Флорэн Перье (Florin Perrier)
экспериментально установил, что высота, на которую поднимается
ртуть в барометре, уменьшается при подъеме в гору, что было теоретически
предсказано его шурином Блезом Паскалем.
|
|---|
| 1651 |
Книга Жан Пеке (Jean Pecquet, 1622-1674)
по психологии сделала известным опыт Роберваля.
Он также ввел специальный термин, чтобы описать свойство воздуха
занимать весь предоставленны объем, и считал, что
воздух на земной поверхности сжат весом атмосферы.
|
|---|
| 1654 |
|
Эксперимент Отто фон Герике (Otto von Guericke, 1602-86)
с двумя железными полусферами, удерживающимися вместе
сильным относительным ваккумом, и растягиваемые в разные стороны
лошадями.
|
|---|
|
Фердинанд II изобрел запаяный термометр.
|
| 1660 |
|
Роберт Бойль (1627-91) опубликовал
Новые физио-механические эксперименты,
касающиеся упругости воздуха и соответствующих эффектов.
Один эксперимент ясно демонстрирует зависимость вакуума
Торричелли
от давления окружающего воздуха. Также обсуждается идея
Пеке, о том, что
воздух состоит из вытянутых, похожих на пуржинки атомов
(эту идею
предпочитал Бойль) и идея
Декарта о вращающихся частицах,
которые отталкиваются
на малых расстояниях.
|
|---|
|
В ответ идеям Бойля
Франциск Линус (Franciscus Linus,
1595-1675) предложил теорию, согласно которой отсутствие в природе вакуума
объясняется образованием нивидимых нитеподобных пучков, "funiculus",
которые держатся возле предметов вместе.
|
|
Ричард Таунли (Richard Townley,
1628-1707) и Генри Пауэр (Henry Power
, 1623-1668) провели эксперимент
устанавливающий PV-закон (закон Бойля-Мариотта).
|
| 1661 |
Бойль отвечает на критику
Линуса и Томаса Хоббеса (Thomas Hobbes)
представив в своей работе улучшенные экспериментальные результаты
и предложив свое объяснение закона Бойля-Мариотта для случая сжатия газа.
|
|---|
| 1662 |
Бойлевская "Защита доктрины, касающейся упругости и веса воздуха."
|
|---|
| 1663 |
|
Блез Паскаль (1623-1662) пишет
О равновесии жидкостей (опубликовано посмертно),
предполагая, что давление в жидкости передается одинаково
во всех направлениях (закон Паскаля). Закон был им, по-видимому,
открыт примерно в 1648.
"Да бездна есть во всем: в деяниях, словах...
И темной пропастью была душа Паскаля," (Бодлер)
|
|---|
|
Книга Пауэра
Экспериментальная философия, в которой о публикованы
полученные ранее результаты по закону Бойля.
|
| 1669 |
|
Трактат немецкого врача и химика
Йоганна Иоакима Бехера
Тайная физика, посвященный алхимии и свойствам минералов,
в котором впервые вводится идея "terra pingus" (масляной земли)
вызывающей огонь.
(Эта идея впоследствии сыграла роль во флогистонной теории теплоты.)
|
|---|
| 1670 |
Бойль открыл, что когда кислота взаимодействует с металлами, образуется горючий газ,
известный как водород.
|
|---|
| 1673 |
Кристиан Гюйгенс (Christiaan Huygens, 1629-95)
построил мотор, работающий на взрыве пороха.
|
|---|
| 1674 |
Джон Мэйоу (John Mayow)
предположил, что воздух может содержать два газа при
помощи экспериментов с мышами и свечками. Опубликовано в его работе
Пять медико-физических трудов.
|
|---|
| 1676 |
Эдме Мариотт (~1620-1684) независимо
нашел соотношение между давлением и объемом газа в своей работе
О природе воздуха. (Во Франции он называется
"закон Мариотта", в остальных странах - закон Бойля. Россия дипломатична, у нас это
закон Бойля-Мариотта.)
|
|---|
| 1685 |
Опубликована (посмертно) работа Мариотта
Движение воды и других жидкостей.
|
|---|
| 1690 |
Денис Папен (Denis Papin, 1647-1712)
впервые использовал давление пара, чтобы двигать
поршень.
|
|---|
| 1697 |
Джородж Эрнст Стал (Georg Ernst Stahl)
ввел понятие флогистона в качастве физического тела горения и
ржавления.
|
|---|
| 1702 |
Гийом Амонтон (Guillaume Amontons)
ввел идею абсолютного нуля температур, заметив, что изменение температуры влечет
пропорциональное изменение давления; так как давление не может стать отрицательным, значит,
должен быть предел низких температур.
|
|---|
|
Датский астроном Оле Кристенсен Реомюр создал первый
термометр со школой. Шкала основывалась на двух точках:
кипения воды (60 град.)
и замерзания концентрированного соляного раствора (0 град.). Термометр работал
на красном вине. Оле Реомюр (не путать с
Рене Реомюром, который в
1730 году изобрел шкалу температур Реомюра, см. ниже)
известен не за температурные экзерцисы, а за первое в истории
измерение скорости света.
|
| 1705 |
Френсис Хоксби (Francis Hauksbee)
показал, что для распространения звука нужен воздух.
|
|---|
| 1712 |
Паровая машина Томаса Ньюкомена.
|
|---|
| 1714 |
|
Данцигскому (ныне Гданьск) стеклодуву Даниэлю Габриэлю
Фаренгейту (Fahrenheit), который с 1709 года изготовлял спиртовые
термометры, пришло в голову выдуть ртутный термометр и придумать
температурную шкалу Фаренгейта.
|
|---|
| 1716 |
Якоб Германн (Jakob Hermann, 1678-1733)
предложил первую
определенную меру теплоты молекулярного движения в своей работе
по рациональной механике
Форономия. Он постулировал, что (говоря современным языком)
давление пропорционально плотности и квадрату среднего модуля скорости движения.
|
|---|
| 1723 |
Стал публикует
Основы догматики и экспериментальной химии, популяризуя
флогистон и идеи Бехера.
|
|---|
| 1724 |
Герман Берхав (Hermann Boerhaave)
предложил, что теплота - это некая жидкость.
|
|---|
| 1729 |
|
Леонард Эйлер (1707-1783)
моделирует воздух плотно упакованными вращающимися сферами. Он моделирует уравнение
состояния, включающее влажность, давление, плотность и скорость, выведя закон
Таунли-Пауэра-Бойля в качестве приближения.
Он вычислил, что скорость молекул при нормальных условиях примерно
477 м/сек, и что это порядка скорости звука.
|
|---|
| 1730 |
Конспекты по химии Иогана Юнкера
(Juncker) систематически развивает теорию флогистона.
|
|---|
|
Французский зоолог Рене Реомюр (Rene Antoine Ferchault de Reamur)
создает температурную шкалу, основанную на точках кипения (80 град) и
замерзания (0 град) воды.
|
| 1733 |
Профессор Российской Академии наук Даниэль Бернулли (1700-1782), в трактате по гидродинамике, написанном в
период с 1728 по 1733, приводит вывод газовых законов из модели бильярдных шаров,
выводит закон Бойля-Мариотта и использует заком сохранения механической
энергии, чтобы показать, что при изменении температуры давление меняется пропорционально
квадрату скорости частиц. Эта работа впервые дает верное, статистическое
обоснование кинетической теории. Значительно переработанное издание этой работы
вышло затем в 1738 году. Работа была забыта до 1859 года.
Кроме этого, Бернулли измерял зависимость плотности воздуха от температуры:
"Я нашел, что упругость воздуха, который здесь в
Петербурге был весьма холодным 25 декабря 1731 г. (стар. стиля),
относится к упругости такого же воздуха,
обладающего теплотой, общей с кипящей водой, как 523 к 1000."
Это значение у Бернулли явно неверное, так как оно предполагает,
что температура холодного воздуха соответствует - 78С.
|
|---|
| 1739 |
Джородж Мартин
установил, что объем объекта не пропорционален величине теплоты,
содержащейся в нем.
|
|---|
| 1742 |
|
Шведский астроном Андерс Цельсий
(Anders Celsius, 1701-1744) опубликовал
"Наблюдения за неизменными уровнями на термометре," основывающую
его шкалу температур на точке замерзания (100 градусов) и точке кипения (0
градусов) воды. В 1744 году шведский ботаник
Карл Линней, поменял 0 и 100 местами - и получил то, что мы
сейчас называем шкалой Цельсия).
Цельсий также обнаружил,
что температура кипения воды зависит от давления.
|
|---|
| 1744 |
Михаил Васильевич Ломоносов
публикует работу о причинах нагревания и охлаждения, в которой приходит к
выводу, что теплота - это форма движения (правда, вращательного...).
|
|---|
Карл Линней (1707-1778) внес изменения в шкалу Цельсия.
|
| 1748 |
Ломоносов формулирует закон сохранения энергии
и массы. В течение 1760 года он проводит ряд теоретических исследований
молекулярной структуры, обдумывая эффекты переноса, вибрации, вращения молекул.
|
|---|
| 1756 |
Эссэ о холоде, возникающем при испарении жидкостей, а
также другие способы производства холода
Вильяма Куллена (William Cullen).
|
|---|
| 1758 |
Боскович (Rudjer Giuseppe Boskovic, 1711-1787) предложил математическую
модель молекул, в которой силы межмолекулярного взаимодействия являются
притягивающими на больших рассотяниях и отталкивающими на малых расстояниях.
Работа, однако, была слишком туманна, чтобы стать основой теории.
|
|---|
| 1759 |
Петербургский академик Браун открывает
точку замерзания
ртути и впервые замораживает ртуть с помощью
охлаждающих смесей. Это была наинизшая температура, достигнутая к тому
времени. Наивысшие температуры того времени были получены в 1772 г.
под руководством Лавуазье (удалось расплавить цинк, золото, сжечь алмаз);
источником высоких температур служил сфокусированный солнечный свет.
|
|---|
| 1761 |
Джозеф Блэк (1728-1799)
выяснил, что при таянии льда теплота поглощается без изменения
температуры.
|
|---|
| 1765 |
|
Джеймс Уатт (James Watt)
изобрел свою паровую машину, которая была в 6 раз более эффективна, чем
паровая машина Ньюкомена.
|
|---|
| 1772 |
|
Иоган Карл Вильке (Johan Carl Wilcke)
вычислил внутреннюю энергию льда.
|
|---|
| 1781 |
Вильке ввел понятие
теплоемкости. Впрочем, Лавуазье с Лапласом измеряли ее еще в 1777,
ничуть не побеспокоившись придумать нормальное название.
|
|---|
| 1782 |
Лавуазье установил закон сохранения вещества,
рассматривая постоянство веса вещества до и после химической реакции.
Лавуазье был казнен
в годы Великой Французской революции. 19 флореаля его гильотинировали вместе с
27 заключенными. Лавуазье попросил отсрочку от казни, чтобы довершить "открытие,
важное для нации". Секретарь Трибунала ответил ему: "Народ не нуждается в твоей науке,
и ему нет никакого дела до твоих открытий".
|
|---|
| 1783 |
Работа Лавуазье,
Размышления о флогистоне,
в которой обсуждались недостатки теории флогистона в описании процессов горения.
|
|---|
| 1786 |
Вышла работа Лавуазье и
Лапласа Записки о теплоте. В ней, в частности, описан метод
точного (6 значащих цифр!) измерения теплового расширения твердых тел. Метод долгое время входил в курсы
физики.
|
|---|
| 1787 |
Жак - Александр Шарль
установил, что при фиксированном изменении температуры
разные газы расширяются одинаково
("закон Шарля").
|
|---|
| 1789 |
Книга Лавуазье
Элементарный курс химии, содержащий закон сохранения массы.
|
|---|
| 1791 |
Ричард Кирван (Richard Kirwan,~1733-1812),
бывший горячий сторонник теории флогистона,
приходит к выводу, что экспериментальные данные ее опровергают.
Теория Пьера Превоста (Prevost) об обмене теплотой и излучением,
утверждает, что холод - это отсутствие теплоты, что горячие тела непрерывно излучают
и что прекращение излучения свидетельствует о равновесии с окружеющей средой.
Иеремия Рихтер (1762-1807)
открыл стехиометрию, принцип фиксированных химических
реакций.
|
|---|
| 1798 |
Эксперименты Бенжамена Томпсона (1753-1814), демонстрирующие переход работы в теплоту.
Работа Вопросы, касающиеся источник теплоты, в случае, когда она возбуждается
трением показывает также, что при нагревании масса тел не увеличивается
(как это предстказывала теория теплорода).
|
|---|
| 1799 |
Эксперименты по трению льда Хэмпфри Дэви
(Humphrey Davy, 1778-1829) демонстрировали переход работы в тепло
и показывали, что таким способом (трением) из тела можно получить
сколько угодно тепла (в товремя как теория теплорода строго ограничивала
эту велчину).
Жозеф-Луи Пруст (Joseph-Louis Proust)
замечает, что элементы, входящие в состав веществ, всегда имеют
фиксированную массовую долю ("закон Пруста").
|
|---|
| 1800 |
Вильям Гершель (William Herschel, (1792-1871)
публикует Исследование влияния призматического цвета на теплоту
и светящиеся объекты, в которой исследует действие света с разными длинами волн
на термометр и находит, что "самый горячий" свет - тот, который
удален от красного в невидимую область спектра.
|
|---|
| 1801 |
Йохан Риттер (Johann Ritter)
открыл ультрафиолетовое излучение во время экспериментов с хлоридом серебра.
Джон Дальтон (1766-1844)
выяснил, что два газа в одном сосуде оказывают давление, равное
сумме давлений, которые бы производил каждый газ в отдельности (закон парциальных
давлений).
|
|---|
| 1802 |
Жозеф-Луис Гей-Люссак (1778-1850)
выяснил, что при данном давлении изменение объема газа пропорционально
изменению температуры.
|
|---|
| 1803 |
Дальтон формулирует свою атомную теорию
материи, утверждая, на основании своих опытов по взвешиванию химических реагентов,
что химические соединения образованы целым числом атомов.
Клод-Луи Бертолет (Claude-Louis Berthollet),
показал, что скорость реакции зависит и от количества веществ и от их своиств. Работа
Эссе о статической химии.
Вильям Генри установил что масса газа, растворенного
в жидкости, пропорциональна давлению (позднее "закон Генри").
|
|---|
| 1804 |
Джон Лесли (1766-1832) написал Экспериментальное исследование в природе и
распространение теплоты, показывающее, что свет и излученная теплота имеют сходную природу.
|
|---|
| 1805 |
Пьер-Симон Лаплас (1749-1827) формулирует теорию каппилярных сил,
основанную на изучении молекулярных сил в жидкостях.
|
|---|
| 1806 |
Томас Юнг (1773-1829) формулирует понятие энергии, соответствующее современному,
и математически связанное сmv2 (удвоенная нынешняя кинетическая энергия).
Юнговская Система химии впервые содержит описание атомной теории
Дальтона.
|
|---|
| 1807 |
Жан Батист Жозеф Фурье (1768-1830) заканчивает свой труд
О распространении теплоты в твердых телах,
в котором вводит множество математических новшеств, в том числе
технику рядов Фурье.
|
|---|
| 1808 |
Гей-Люссак
утверждает, что газы смешиваются химически пропорционально объему.
|
|---|
| 1811 |
|
Симон-Дени Пуассон (1781-1840) развивает свою математическую теорию теплоты, основанную
на работе Фурье.
|
|---|
|
Амадео Авогадро (1776-1856)
выдвигает гипотезу, что
"число молекул газа [...] всегда пропорционально объему", и что
отношение масс молекул газов пропорционально отношению плотностей этих газов
при одинаковых температурах и давлениях ("закон Авогадро").
|
|
Йонц Якоб Берцелиус (Berzelius) в своей работе
Теория химических пропорций и химическое действие электричества
утверждает, что химические силы имеют электрическую
природу, и что атомы электрически заряжены.
|
| 1812 |
Дэви (Davy) пишет работу
Элементы химической философии, включающую гипотезу, что
в дополнение к вибрационным и волнообразным движениям частиц в
твердых телах, газы проявляют вращательное движение.
Деларош (Delaroche) и
Бернард измерили теплоемкость
газов при атмосферном давлении. Их измерения согласуются с
предсказаниями Лапласа и встают во главу угла теории теплорода.
Интересно, что хотя Лаплас пользовался
при своем выводе неверной теорией теплорода, а Деларош и Бернард
ошиблись в измерениях на 12%, эксперимент совпал с теорией с точностью 2.5%.
Впрочем, это не первый курьез в подобных измерениях. Еще
Ньютон рассчитывал скорость звука
и мерил ее, получая согласование одного с другим с точностью 0.1%.
При этом, так как Ньютон считал, что распространение звука происходит изотермически,
а не адиабатически (как это имеет место в действительности),
его расчеты должны были давать ошибку в 15% к истинной скорости звука.
Однако он ввел массу маловразумительных поправок (на "размер частицы воздуха"
и "долю водяного пара"), которые действительно дали великолепное согласие с экспериментом
заведомо неточной теории.
|
|---|
| 1816 |
Джон Герапат (John Herapath,
1790-1868) пишет работу "О физических свойствах газов," предлагая независимо им полученную
кинетическую теорию Даниила Бернулли.
|
|---|
| 1819 |
Дюлонг и Пти
(1791-1820) нашли, что теплоемкость металлов постоянна в широком диапазоне
температур и получили, что произведение теплоемкости на
атомную массу - постоянная величина (закон Дюлонга-Пти).
|
|---|
| 1821 |
Герапат публикует
"Математические исследования причин, законов и принципиальных тепловых
явлений, газов, гравитации и т.д." в
Аналлах философии.
Он объясняет, как кинетическая теория может рассматривать распространение звука
фазовые переходы и диффузию. Работу проигнорировали, так как ее отвергло
Британское Королевское Общество и Хэмпфри Дэви в частности.
Томас Йохан Сибек (Thomas Johann Seebeck)
открыл процесс в котором теплота преобразуется в электричество
при соприкосновении металлов (термоэлектричество).
|
|---|
| 1822 |
Опубликовано эссе Фурье Аналитическая теория теплоты.
Шарль Каньяр де ля Тур (Charles Cagniard de la Tour) в экспериментах по сжижению газов, обнаружил, что надо контроллировать не только
температуру но и давление, и открыл то, что сейчас называется критической точкой.
|
|---|
| 1824 |
|
Сади Карно (1796-1832) публикует
"Размышления о мощности теплового двигателя" и анализирует цикл идеального газа,
показывая, что когда теплота передается межде двумя телами, совершается термодинамическая работа
(которую он ввел). Также он предложил идею двигателя внутреннего сгорания.
|
|---|
|
Пьер-Симон Лаплас (1749-1827) публикует несколько работ в которых усовершенствована
идея Ньютона, что газы образуются благодаря взаимодействию отталкивания.
|
| 1827 |
Роберт Броун (1773-1858),
исследуя под микроскопом хорошо известные хаотические движения частиц взвеси а жидкости
показал, что это движение не может быть проявлением подвижности ("живучести")
самих частиц, так как он исследовал большое число органических и неорганических
веществ.
|
|---|
| 1829 |
 |
Густав-Гаспар Кориолис (Gustave-Gaspard Coriolis)
определил термин "кинетическая энергия" в работе
О вычислении механического воздействия.
|
|---|
|
Томас Грэхэм (Thomas Graham, 1805-1869)
экспериментально открыл закон диффузии газов, согласно которому
квадрат скорости диффузии пропорционален плотности.
|
| 1833 |
Генрих Фридрих Эмиль Ленц
выяснил, что сопротивление металлов растет при увеличении температуры.
|
|---|
| 1834 |
|
Клапейрон
дает первую формулировку второго закона термодинамики, основанную на
изучении им паровых машин.
|
|---|
|
Жан-Шарль-Атанас Пельтье показал, что
теплота может выделяться и поглощаться, если ток проходит в прямом или обратном
направлении через границу контакта двух металлов (эффект Пельтье).
|
| 1837 |
Эксперименты фон Сермана (von Suerman)
с воздухом при низких давлениях, которые помогли установить версию
Клайперона формулы
Карно.
|
|---|
| 1842 |
Юлиус Роберт Майер (Julius Robert Mayer,
1814-1878) ясно формулирует закон сохранения энергии и то6 что теплота -
это форма энергии.
|
|---|
|
Работа Вильяма Томпсона, лорда Кельвина
(1824-1907) О постоянном движении тепла в
однородных твердых телах.
|
|
1840-е годы отмечены одновременным и независимым
развитием концепции энергии.
Здесь поработали и Майер,
и Джоуль, и Гельмгольц и Голдинг (Ludvig August Colding, 1815-1888).
|
| 1843 |
|
(до 1848) В серии экспериментов Джеймс Прескотт Джоуль (James
Prescott Joule, 1818-1889) установил точное соотношение между
теплотой и механической работой. Работа Джоуля осталась малоизвестной.
|
|---|
|
Джон Джеймс Уотерстон (John James Waterston,
1811-1883) анонимно публикует работу
Мысли об умственных функциях, содержащую в конце, в примечаниях,
полный и точный вывод кинетической теории газов и предпосылки к идее
длины свободного пробега. Работу раскупили, но примечание никто не прочитал.
|
| 1845 |
Уотерстон посылает работу по кинетической теории газов
в Королевское Общество, но ее отвергают. В работе присутствуют идеи
о равнораспределении энергии и дано впервые современное определение температуры.
Короткий автореферат этой работы появился годом позже, а затем в 1851,
но был игнорирован.
|
|---|
| 1847 |
|
Джоуль публикует работу "О веществе, живой силе и теплоте" в Манчестерском Курьере,
утверждая принцип сохранения энергии и переходя от теплоты к кинетической энергии.
|
|---|
|
Герман Людвиг Фердинанд фон Гельмгольц (1821-94) публикует сою работу
О сохранении энергии, расширяя принцип Карно о
'невозможности получить неограниченную движущую силу' (кинетическую энергию)
до математической формулирови 'принципа сохранения живой силы' (vis viva /
кинетическая энергия). (Независимо от Жюля.)
|
|
Джон Уильям Драпер (John William Draper)
обнаруживает, что все вещества начинают светиться при температуре примерно
525 градусов Цельсия, сначала красным, а затем, при повышении температуры,
белым светом.
|
| 1848 |
Джоуль знакомится с кинетической теорией
Хирепэса. Пользуясь ей, он получает
первые численные результаты кинетичесой теории. (Не опубликована до 1851 г.,
и неизвестна пока на нее не сослался Клаузиус.)
|
|---|
|
Уильям Джон Рэнкин (William John Macquorn Rankine, 1820-1872)
проводит исследования по механике и теплоте (в основном до 1855 г.) и изобретает свою
температурную шкалу.
|
|
Кельвин разрабатывает абсолютную шкалу температур (шкалу Кельвина),
основанную на теории Карно.
|
| 1849 |
Джеймс Томпсон (1822-1892),
используя теорию Карно, предсказывает, что
температура замерзания воды с увеличением давления станет выше.
Лорд Кельвин, обсуждая теорию Карно,
использует понятие "термодинамика."
|
|---|
| 1850 |
Джон Гершель (John Herschel, 1792-1871)
публикует (анонимно, хотя это не было особой тайной)
статью про работу Кетеле (Quetelet), посвященной статистике,
благодаря которой в Британии знакомятся с работами по статистике,
выполненными в Европе.
|
|---|
|
Рудольф Клаузиус (1822-88) дает словесную формулировку второго закона термодинамики,
в которой не используются механизмы, передающие теплоту.
|
| 1851 |
Лорд Кельвин независимо открывает идею абсолютного нуля температур
(через 149лет после Амонтона),
экстраполируя из закона Шарля, что это должна быть температура -273
градуса Цельсия, и предполагая, что при этом энергия молекул стремится к нулю.
Он также выводит второе начало термодинамики, используя идеи
Карно.
|
|---|
| 1852 |
Анри-Виктор Рено (Henri-Victor Regnault, 1810-1878)
показывает, что газы не вполне следуют закону Бойля-Мариотта при
низких температурах и также получает температуру -273 градуса Цельсия
для абсолютного нуля.
Джоуль и Кельвин показывают, что расширяющийся газ охлаждается, что подтвержает
принцип об "универсальном стремлении к диссипации энергии."
|
|---|
| 1854 |
Хенрик Рузебум (Hendrik Roozeboom)
экспериментально получает правило фаз, позднее полученное Гиббсом.
Клаузиус предлагает функцию dQ/T как способ сравнить тепловой поток и
тепло, превратившееся в работу.
|
|---|
| 1855 |
Ранкин публикует Обзор по нучной энергетике.
|
|---|
| 1856 |
Карл Крениг (1822-79) пишет работу,
в которой предполагает, что молекулы газа двигаются по прямым линиям
пока не столкнуться друг с другом. Работа опубликована в
Аналлы Поггендорфа по физике.
Отметим, что на работы Бернулли, Эйлера, Хирепэса, Германа и Жюля
никто не обратил внимания, только работы Карла Кренига читали и цитировали современники,
хотя в них не было никаких новых достижений в кинетической теории.
|
|---|
| 1857 |
Клаузиус публикует работу по математической кинетической теории, объясняя
испарение и устанавливая, что теплота - это распределенная между
частицами энергия.
|
|---|
| 1858 |
Клаузиус вводит идею о средней длине свободного пробега частиц,
разработав кинетическую теорию диффузии.
|
|---|
| 1859 |
|
Джеймс Клерк Максвелл (James Clerk Maxwell, 1831-79)
выступает с работой по кинетической теории
(опубликованной в 1860)
"Иллюстрации динамической теории газов,"
используя случайное распределение молекул по скоростям и показывая, что
вязкость не зависит от температуры. Работа исходно, казалось,
противоречила кинетической теории, так как Стокс рассказал Максвеллу
об эксперименте Сабине, где был получен противоположный результат.
Позже эксперимент повторили, и результат Максвелла блестяще подтвердился.
|
|---|
|
Густав Роберт Кирхгоф (Gustav Robert Kirchhoff, 1824-1887)
получает из второго начала термодинамики, что все тела неизменно
изчают при тепловое излучение, соответствующее температуре тела, и
рассматривал также отраженный телами свет.
|
|
Работа Бернулли переиздана в связи с острым интересом к кинетической теории
(Хирепэс так и остался неизвестным.)
|
| 1860 |
Работа Майкла Фарадея
"Расплавляющий эффект давления" описывающая повышение температуры замерзания
воды при увеличении давления.
Максвелл показывает несоответствие с экспериментом
предсказаний кинетической теории для теплоемкости двухатомного газа.
Это противоречие не было разрешено вплоть до появления квантовой теории.
Работа была первой из четырех работ Максвелла, посвященных кинетической теории,
которые вывели эту теорию на новый уровень строгости и сложности.
|
|---|
| 1861 |
Томас Эндрюс (1813-1885), в серии экспериментах
с CO 2, проводимых до 1869,
обнаруживает, что при низких температурах закон Бойля-Мариотта нарушается,
и существует область на PV диаграмме, где при фиксированной температуре
изменение объема не вызывает изменения давления.
Эта область была названа областью равновесия фидкости и пара.
Эндрюс строго нашел критическую и тройную точку на фазовой диаграмме.
Кирхгоф формулирует идею черного тела.
|
|---|
| 1863 |
Работа Джона Тиндалла (John Tyndall, 1820-1893)
Теплота как вид движения, популяризующая идеи Максвелла о теплоте.
Эндрюс показал, что, несмотря на ожидания,
выше критической точки вещество может непрерывно (а не скачком)
превращаться из пара в жидкость и обратно, благодаря
флуктуациям давления и температуры.
|
|---|
| 1865 |
Клаузиус использовал технику Карно, чтобы ввести "энтропию"
(и показал, что два начал термодинимики могут быть записаны
как и в старой теории теплорода), приращение которой было предложено
им еще раньше, dQ/T. В публичной речи, озаглавленной
"Энтропия вселенной стремится к максимуму", он показал, что
термодинамика, по-видимому, предстказывает тепловую смерть вселенной.
|
|---|
|
Джозеф Лошмидт (Josef Loschmidt, 1821-95)
указал, что максвелловский вывод о пропорциональности средней
длины свободного пробега величине V/Nd2,
можно использовать, чтобы оценить размер атома. Затем он
оценивает размер молекулы воздуха и получает результат порядка
10-7 cm, примерно в 4 раза больше настоящего,
однако, лучший результат по тем временам.
|
| 1866 |
Максвелл моделирует силы межатомного взаимодействия зависимостью вида
r-5.
|
|---|
| 1867 |
Максвелл публикует свою самую значительную работу по кинетической теории,
О динамической теории газов.
Об атомах-вихрях лорда Кельвина.
Максвелловская работа инициировала серьезные дебаты о статистической интерпретации
необратимости.
|
|---|
| 1868 |
Людвиг Больцман (1844-1906) расширил закон распределения Максвелла,
введя внешнюю силу. В случае гравитационного поля он получил равновесные
распределения плотности и давления газа.
|
|---|
| 1871 |
Максвелл, помогая Тайту (P. G. Tait),
который писал учебник по термодинамике, ввел "демонов Максвелла",
чтобы объяснить концепцию тепловой статистики.
Больцман предположил, что можно вывести вероятностную картину из кинетической
с помощью эвристического предположения, что в системе, до того как она
вернется снова в некоторое выделенное микросостояние, должны реализоваться
все остальные возможные микрососторяния, так что наблюдаемые величины -
суть средние по этим микросостояниям. (В 1911 году
Эренфест назвал это предположение "эргодической гипотезой").
Джеймс Томпсон предложил,
на основании изучения экспериментальных даных, что даже ниже критической точки
можно плавно перевести жидкость в газ (т. е., что можно "обойти"
линию раздела фаз).
|
|---|
| 1872 |
В 100-страничной работе, озаглавленной
"Дальнейшее изучение термического равновесия молекул газа", Больцман
вывел свое транспортное уравнение (Н-теорема), показав строго, что изолированная система
должна эволюционировать так, чтобы ее энтропия увеличивалась. Он ввел ряд
новых математических понятий, включая технику дискретных энергетических уровней
молекулы, устремив затем промежуки между уровнями к нулю. Сначала читаемая мало,
эта работа вызвала вскоре сильное неприятие.
|
|---|
| 1873 |
|
Джозайа Уиллард Гиббс (1839-1903) публикует
Графические методы в термодинамике жидкостей и
Метод геометрического представления термодинамических свойств веществ
посредством поверхностей, где вводится много новой графической техники.
С 1873 по 1878 он публикует серию важных работ в
Переводах Коннектикутской Академии Искусств и Наук, сильно повлиявших на
ученых Старого и Нового Света.
|
|---|
|
Йоганнес Дидерик ван дер Ваальс (1837-1923),
в своей докторской диссертации дает правильную первую поправку к идеальному газу
за счет ненулевого отношения диаметра молекулы к среднему расстоянию между ними.
Он предположил притягивани на дальних расстояниях и отталкивание на малых,
и применил это для сильно плотных газов. Используя "уравнение состояния"
он впервые успешно объяснил фазовый переход газ-жидкость.
Теория объяснила феномен критической точки Эндрюса
и подтвердила гипотезу Джеймса Томпсона.
|
| 1874 |
Кельвин указал, что больцмановская необратимость в кинетической теории, по-видимому,
противоречит основополагающему классическому принципу обратимости времени
(так называемый "парадокс обратимости", иногда приписываемый
Лошмидту).
|
|---|
| 1876 |
Гиббс публикует первую часть О равновесии гетерогенных систем
(вторая часть выйдет в 1878 г.).
Работа посвящена химическим реакциям, равновесию фаз и использованию свободной энергии.
(Карл Пауль Готтфрид фон Линде (Karl Paul Gottfried von Linde)
сконструировал первый холодильник на жидком аммиаке
|
|---|
| 1877 |
Больцман формулирует статистическую версию второго закона термодинамики
в работе
"О соотношении между вторым законом механической теории теплоты и вычислениями
вероятности в теоремах о термическом равновесии". Здесь он получил, что
энтропия системы в некотором макросостоянии
пропорциональна логарифму объема фазового пространства,
которое занимает данное макросостояние
S = k ln W, и разбил фазовое пространство на ячейки.
После 100 лет безуспешных попыток достигнуто сжижение кислорода. Это сделали
Луи Поль Кайете (Louis Paul Cailletet, 1832-1913) 2 декабря
и
Рауль Пьер Пикте (Raoul Pierre Pictet, 1846-1929) 22 декабря.
|
|---|
| 1879 |
Джозеф Стефан (1835-1893) определил, что мощность энергии,
излученной нагретым телом пропорциональна T4
(закон Стефана - Больцмана)
|
|---|
| 1884 |
Больцман (1844-1906) вывел закон излучения нагретого тела,
полученный Стефаном,
показав, что чтобы удовлетворить второму началу термодинимики,
излучению должно быть сопоставлено механическое давление и плотность энергии.
Гиббс ввел понятие "статистическая механика" для кинетического подхода к термодинамике.
|
|---|
| 1885 |
Лодж (Lodge) предложил рассматривать механическую энергию
локализованной и перемещающейся, в духе появившейся годом раньше работы
Пойнтинга, посвященной электромагнитной теории.
Йохан Якоб Бальмер (1825-1898) обнаружил формулу,
описывающую четыре спектральные линии водорода, полученные
Ангстремом.
|
|---|
| 1889 |
|
Жюль Анри Пуанкаре
(1854-1912) вывел теорему о возвращении, согласно которой
система с фиксированной полной энергией и объемом будет сколь угодно близко возвращаться
к любому заданному микросостоянию.
|
|---|
|
Последняя работа Гиббса
Элементарные принципы статистической механики.
|
| 1890 |
Кулвервел (Edward Parnell Culverwell, 1855-1931)
указал на противоричия Н-теоремы Больцмана, которая приводит к необратимости
макропроцессов, в то время как микропроцессы обратимы. Он предположил, что
существуют необратимые процессы в микромире, возможно, связанные с эфиром.
|
|---|
| 1893 |
Вильгельм Карл Вернер Отто Фриц Франц Вин (Wien, 1864-1928)
экспериментально установил, что длина волны, где реализуется
максимум интенсивности излучения нагретого тела обратно пропорционален
его температуре (закон Вина). Вин изучал излучение маленькой дырки в полости,
используя ее как модель абсолютно черного тела.
|
|---|
| 1894 |
Бурбури (S. H. Burbury) указал, что
Н-теорема Больцмана основана на предположении о нескореллированности молекулярных
взаимодействий, однако это предположение может быть не справедливо после
того как столкновение двух данных молекул уже произходило. Таким образом,
Н-теорема в общем случае справедлива только если в системе есть внешний
случайный фактор, раскоррелирующий ее. Сам Больцман назвал это
предположение гипотезой молекулярного хаоса, специально упоминая, что вероятность
того, что одни и те же молекулы столкнутся друг с другом несколько раз за
короткий промежуток времени должна быть мала, и заметив, что при изучении
плотных газов это станет неверным и приведет к дополнительным сложностям.
|
|---|
| 1895 |
|
Пьер Кюри (1859-1906), в своей докторской
диссертации определяет ферро- диа- и парамагнетизм, демонстрирует, что ферромагнетики
при нагревании теряют свои магнитные свойства (обнаружил точку Кюри).
Он предположил, что диамагнетизм - свойство атомов, а ферро- и парамагнетизм -
результат коллективного поведения атомов, "объемное свойство" материи.
|
|---|
|
Вильгельм Рентген (1845-1923) открыл новый тип излучения, Х-лучи.
|
| 1896 |
|
Эрнст Цермело (Ernst Zermelo, 1871-1953),
стартовав со второго начала термодинамики попытался
показать противоречия, присущие статистической механике, использовав теорему
Пуанкаре о возвращении.
|
|---|
|
Вин предложил выражение для
спектрального распределения излучения черного тела, которое хорошо
соответствовало имеющимся данным, ρ =
αν3exp{-βν/T},
|
|
Антуан Анри Беккерель (Becquerel, 1852-1908)
открывает радиоактивность.
|
| 1897 |
Джозеф Джон Томпсон (1856-1940) демонстрирует, что лучи, испущенные катодом,
состоят из электрически заряженных частиц. Тепеь мы называем их электронами.
|
|---|
| 1898 |
Больцман публикует свои Лекции по теории газа.
|
|---|
| 1899 |
Отто Люмьер (Lummer,
1860-1925) и Эрнст Прингсхейм (Pringsheim)
впервые аккуратно измерили спектр черного тела, и показали, что
формула Вина не выполняется при высоких температурах и в низкоэнергетической части
спектра.
Амагат (Emile Hilaire Amagat) публикует
Газовые законы о многочисленных экспериментах с газами при высоких давлениях.
Джозеф Джон Томпсон и
Филипп Ленард (Lenard, 1862-1947)
начал экспериментальное исследование фотоэлектронной эмиссии.
|
|---|
| 1900 |
Кельвин предложил модифицировать закон Вина к виду
ρ ~ ν2exp{-βν/T}.
|
|---|
|
Макс Карл Эрнст Людвиг Планк (1858-1947),
исследуя излучение черного тела и следуя больцмановской технике
разделения непрерывного спектра энергии на дискретные энергетические ячейки,
предложил фиксировать размер ячеек, считая спектр осциллятора дискретным и пропорциональным
частоте осциллятора. Впервые был получен правильный спектр излучения черного тела.
Планк ввел константу h (постоянную Планка), как квант действия
в фазовом пространстве.
Анализ Планка, роведенный им в 1900 году в то время не
вызвал пересмотра микроструктуры матирии, так же как
не было причины тогда считать, что экстраполяция Релея-Джинса
сигнализирует о провале классических методов.
|
| 1902 |
Гиббс публикует трактат
Элементарные принципы статистической механики, где
выводит общие термодинамические свойства из статистического поведения частиц,
приводит анализ различных ансамблей и их взаимоотношений (включая парадокс Гиббса,
хотя по тем временам в нем не было ничего парадоксального).
|
|---|
| 1905 |
Мариан фон Смолучовский (Marian von Smoluchowski) и Альберт Эйнштейн
(1879-1955) независимо исследовали броуновское движение. Было показано, что
это эффект флуктуаций механического момента.
|
|---|
|
Эйнштейн публикует работу, посвященную фотоэлектрическому эффекту,
основывая свой
анализ классического электромагнитного поля на аналогиях со статистической механикой,
и предположении, что оно состоит из квантов света.
|
|
Ланжевен (Paul Langevin, 1872-1946)
развил более удовлетворительную теорию пара- и диамагнетизма,
использовав статистическую механику для описания моелкул газа с
постоянным дипольным моментом. Он также объяснил обратную температурную
зависимость восприимчивости парамагнетика. Впрочем, позже Бор показал, что
в рамках классической механики это не могло быть сделано корректно.
|
| 1906 |
|
Вальтер Нернст (Walther Nernst, 1864-1941)
формулирует "тепловую теорему", утверждающую, что при абсолютном нуле
энтропия и теплоемкость стремится к нулю (впоследствии, третье начало
термодинамики).
|
|---|
|
Пьер Вейс (Pierre Weiss, 1865-1940)
создал общую теорию переходов парамагнетиков в ферромагнетики.
|
| 1907 |
|
Андрей Андреевич Марков (1856-1922) развил свою теорию марковских вероятностных цепей.
|
|---|
|
Эйнштейн публикует работу о теплоемкоти твердого тела, выводя закон
Дюлонга-Пти из рассмотрения квантовых осцилляций атомов и используя теорему
Нернста.
|
|
Пьер Вейс объясняет ферромагнетизм
наличием ориентированных областей (доменов).
|
| 1908 |
Жан-Батист Перрен (Perrin)
измеряет примерный размер молекулы воды, проводя опыты на основе работ
Эйнштейна про броуновское движение, проверяя различные атомные гипотезы.
Планк начинает формулировать вывод излучения черного тела,
стартуя с предположения о квантовании энергии.
Дж. Дж. Томпсон предлагает свою модель атома ("модель сливового пудинга")
|
|---|
| 1909 |
Константин Каратеодори (Caratheodory) публикует чисто математический, аксиоматический вывод
термодинамики.
Эйнштейн исправляет вывод Планка о черном излучении, который был справедлив лишь
если квант энергии $\hbar\nu$ много меньше kT.
|
|---|
| 1910 |
Жан Перрен экспериментально
подтверждает теоретические предсказания Эйнштейна по поводу броуновского
движения. Это становится прекрасным подтверждением существования атомов.
|
|---|
| 1911 |
Эрнст Резерфорд (1871-1937) предлагает ядерную модель атома.
|
|---|
|
Первая работа Планка, в которой ясно квантуется осциллятор в черном теле.
|
|
Арнольд Зоммерфельд (1868-1951) замечает, что элементарные области в фазовом пространстве
соответствуют константе Планка.
|
|
Отто Сакур (Sackur, 1880-1914) отмечает необходимость создать
абсолютное определение энтропии, чтобы иметь возможность рассматривать
и квантовые системы (полагая объем фазовой ячейки h3).
|
|
Ладислав Натансон предполагает, что результаты
Планка связаны с неделимостью кванта света.
|
|
Нильс Хенрик Давид Бор (1885-1962) защищает диссертацию и начинает
конструировать модель атома, в которой пытается учесть планковскую константу
квантования.
|
|
Хейке Камерлинг Оннес (Heike Kamerlingh Onnes,
1853-1926) экспериментально обнаруживает сверхпроводимость ртути
при низких температурах и открывает сверхтекучесть.
|
|
Поль (1880-1933) и Татьяна
Афанасьевна Эренфест (1876-1964)
публикуют работу, в которой детально обсуждают и критикуют
теорию ансамблей статистической механики.
|
|
Эксперименты Нернста
с большим количеством веществ показали, что теплоемкость
стремится к нулю при низких температурах в полном соответствии
с квантовой теорией.
|
| 1912 |
Пуанкаре доказывает, что можно обратить распределение Планка с помощью
преобразования Фурье и получает, что излучение черного тела подразумевает
квантование энергии.
Сакур и Х. Тетроде (H.
Tetrode) независимо получают из распределения Больцмана
выражение для энтропии идеального газа, содержащуу постаянную Планка,
S = Nk ln[(2ρmkT)(3/2)V/Nh3] + (5/2)Nk
Тем самым показана необходимость квантовать классический газ.
|
|---|
| 1913 |
Артур Розенталь (Rosenthal, 1887-1959) и
Мишель Планшере (Plancherel, 1885-1967)
показали, что эргодическая гипотеза не справедлива для всех динамических систем.
Открытие квази-эргидической гипотезы и некоторых теорем эргидической теории.
|
|---|
|
Поль Эренфест оценил вращательные эффекты
в двухатомном газе (их вклад в теплоемкость), заменив дискретные суммы по уровням
энергии, соответствующим вращательному спектру, на интегралы.
Работа была впоследствии уточнена Е. Хольмом (1913)
и Планком (1915). П.С.Эренфест с 1907 по 1912 год жил в Петербурге.
Именно он организовал знаменитый семинар, в работе которого
принимали участие А.Ф.Иоффе, Д.С.Рожденственский, К.К.Баумгарт,
В.Ф.Миткевич, А.Д.Исаков, а также студенческая молодежь:
,
В.Р.Бурсиан, В.М.Чулановский, А.Ф.Фридман.
|
|
Статья Бора
"Oб устройстве атомов и молекул."
|
| 1916 |
Милликен (Robert Andrews Millikan, 1868-1953),
в экспериментах по фотоэлектричеству подтвердил теоретическую работу
Эйнштейна и нашел постоянную Планка независимо от опытов с черым излучением.
Эйнштейн вывел спектр излучения черного тела, введя идею о спонтанной и вынужденной
эмиссии фотонов в веществе.
Нернст предсказал вырожденное состояние
в котором оказывается газ при низких температурах.
Сидней Чепмен (Chapman, 1888-1970) и
Давид Энског (Enskog, 1884-1947)
развили способ решать транспортное уравнение Максвелла-Больцмана для общего случая
межмолекулярных сил.
Гилберт Ньютон Льюис (Lewis, 1875-1946) изобрел теорию
межмолекулярных связей, в которой атомы, состоящие из серии концентрических кубов
могут обобществлять внешние электроны с другими атомами. Идея стала
популярной с 1919 года благодаря Ирвингу Лэнгмюру (Langmuir)
, 1881-1957).
|
|---|
| 1917 |
Артур Стенли Эддингтон (1882-1944) публикует работу о равновесном излучении,
рассматривая ионизацию атомов в звездах.
|
|---|
| 1920 |
Меняд Саха (Meghnad Saha, 1893-1956) пишет
"Ионизацию солнечной хромосферы," анализируя спектральные линии звезд, рассматривая
атомную диссоциацию в хромосфере. Также он (во второй работе) предсказал, что
низкотемпературные пятна на Солнце будут содержать в спектре линии
рубидия и цезия (эффект был обнаружен в 1922 году
Русселем).
Вильгельм Ленц (1888-1957) моделирует кристаллы
решеткой поляризованных атомов, в которой взаимодействуют только пары
ближайших соседей. Он получил закон Кюри для намагниченности и предложил использовать
аналогичный подход для исследования ферромагнитизма.
|
|---|
| 1922 |
|
Луи Виктор Пьер Раймон граф де Бройль (duc de Broglie, 1892-1987)
использовал технику Сакура квантования фазового пространства,
чтобы вывести распределение Вина для плотности энергии черного тела,
du = (8ρh/c3) exp(-hν/kT) ν3 dν
|
|---|
|
Чарльз Дарвин (1887-1962) и
Ральф Говард Флаулер (Fowler, 1889-1944)
публикуют работу О распределении энергии , развивая новый подход
к исследованию эволюции статистической вероятности, используя комплексный анализ
и метод наискорейшего спуска.
|
| 1923 |
Льюисовская Термодинамика и свободная энергия химических веществ,
благодаря которой установлена тесная связь между термодинамикой и
химией.
|
|---|
| 1924 |
|
Сатяндранат Бозе (Satyendranath Bose, 1894-1974) отсылает Эйнштейну
копию своей работы, содержащей новый вывод закона излучения Планка,
основывающийся чисто на статистике фотонов. Работа была уже отвергнута
Философским Журналом. Эйнштейн перевел статью на немецкий
и отправил в Zeitschrift fur Physik со своими рекомендациями.
|
|---|
|
Эйнштейн представляет работу, показывающую, что в высокотемпературном пределе
газ неразличимых Бозе-частиц ведет себя как больцмановский газ.
|
|
Де Бройль пишет две работы Comptes rendus в Парижскую
Академию, посвященные фундаментальным принципам корпускулярно-волнового
дуализма. По этой работе в 1925 он защищает докторскую диссертацию.
|
| 1925 |
Макс Борн (1882-1970),
Вернер Карл Гейзенберг (1901-1976),
и Паскаль Жордан формулируют
основанную на матричном исчислении квантовую механику.
|
|---|
|
Эйнштейн, обсуждая работы Бозе
и де Бройля, полагает аналогию между
квантовым газом и молекулярным газом полной, так как и фотоны и молекулы имеют
как волновые, так и корпускулярные свойства. Он также указывает, что
при низких температурах молекулы нельзя рассматривать как независимые объекты
(даже в отсутствие межмолекулярных сил), так как будет образовываться
квантовый конденсат.
|
|
Самюэль А. Гоудсмит (Samuel A. Goudsmit,
1902-1979) выдвигает гипотезу о существовании дополнительной степени свободы
у электрона - спина, - математически аналогичного классическому вращению.
Позднее Джордж Юджин Уленбек (George Eugene Uhlenbeck, 1900-1988), ввел полуцелое
квантовое число в теории атома водорода.
|
|
Вольфганг Паули (1900-1958) формулирует принцип запрета для электрона,
рассчитав с его помощью ряд химических свойств атомов и молекул.
|
|
Планк изобрел новый вывод термодинамической формулы больцмановского газа, использовав
формулу
z = exp(-ξ/kT), Z = zN / N!
|
|
Эрнст Изинг (1900-), продолжая исследования
Ленца,
предлагает решеточную спиновую модель с взаимодействием соседних спинов.
|
| 1926 |
|
Борн вводит в квантовую механику вероятностную интерпретацию взаимодействия.
|
|---|
|
Энрико Ферми (1901-1954) вывел
статистические свойства газов, частицы которых подчиняются запрету Паули.
|
|
Эрвин Рудольф Джозеф Александр Шредингер (1887-1961)
развивает альтернативную формулировку квантовой теории в терминах
волновых функций.
|
|
Поль Адриан Морс Дирак (1902-1984) связывает симметрию квантово-механической
волновой функции со статистиками
Бозе-Эйнштейна и Ферми.
|
|
Эддингтон публикует работу Внутреннее строение звезд, где
связывает давление излучения звезд и их светимость.
|
|
Фаулер показывает, что некоторые
свойства белых карликов могут быть рассчитаны в предположении, что они
состоят из
квантового вырожденного ферми-газа. Это первый случай, когда квантовая статистика
описала свойства макрообъекта.
|
|
Роберт Хатчингс Годдард (Robert Hutchings
Goddard) запустил первую ракету, поднявшуюся
на высоту 184 фута и двигавшуюся со скоростью 60 миль в час.
|
| 1927 |
|
Джон фон Нейман (1903-1957) формулирует полностью обобщение квантовой механики
на случай квантовых систем.
|
|---|
|
Нильс Бор высказывает замечание о принципе комплиментарности в квантовой теории.
|
|
Гейзенберг формулирует принцип неопределенности.
|
|
Дирак и Паули независимо предлагают модель металлов, в которой частицы подчиняются
статистике Ферми.
|
|
Паули объясняет парамагнитную восприимчивость металлов используя спин электрона
и принцип запрета Паули.
|
|
Виллем Хенрик Кеезом (Keesom, 1876-1956) и
M. Вольфке (Wolfke) обнаружили интересную особенность
гелия при низких температурах -
разрывы в зависимостях от температуры некоторых физичесих величин.
Они предположили, что это, возможно, фазовый переход между фазами гелия,
названными ими гелий I и гелий II.
|
|
Вальтер Гайтлер (Walter Heitler) (1904-) и
Фриц Лондон (1900-1954)
применили теорию резонансов Гейзенберга к ковалентным молекулярным связям в
атоме водорода, показав ее спиновую стабильность и аргументировав нестабильность
аналогичной связи в гелии.
|
| 1928 |
Зоммерфельд описал электроны в металле как вырожденный ферми-газ,
использовав новую технику квантовой теории.
Дирак выступает с релятивистским квантовомеханическим уравнением
для электрона.
Феликс Блох (1905-) предлагает теорию металлов,
в которой электронный газ находится в периодическом положительном потенциале
атомной решетки. В теории электрическое сопротивление получалось как
рассеяние электронов на колеблющейся решетке.
Джон Клакре Слэтер (John Clarke Slater, 1900-1976)
впервые изучил квантовомеханический подход к образованию молекул разряженных газов
(на примере гелия).
Линус Паулинг (Linus Pauling, 1901-)
применил подход Хайтлера-Лондона к химическим связям.
|
|---|
| 1929 |
Эдмунд Клифтон Стонер (1899-1968),
используя формулы СТО, получил, что при достаточно большой плотности звезды
давление оказывается столь велико, что гравитационное притяжение не может
обеспечить равновесие звезды (хотя он не стал спекулировать на тему, что из
всего этого получится).
Слэтер пишет многоэлектронную волновую функцию,
удовлетворяющую запрету Паули.
|
|---|
| 1930 |
Открытие лямбда-точки в гелии, где он становится сверхтекучим
(слово "сверхтекучий" появилось в 1941) - при 2.2 градусах Кельвина.
|
|---|
| 1931 |
Джордж Дэвид Биркгоф (Birkhoff, 1884-1944) доказывает общуу эргидическую теорему.
Паулинг публикует работу о химических связях,
доказывая их стабильность.
|
|---|
| 1932 |
Александр Яковлевич Хинчин (1894-1959) изучает стационарные случайные процессы.
|
|---|
| 1933 |
Уолтер Мейснер (Meissner, 1882-1974) и
Р. Очсенфельд (Ochsenfeld)
заявляют, что сверхпроводящий металл выталкивает из себя все силовые
линии магнитного поля, становясь совершенным диамагнетиком.
|
|---|
| 1934 |
Вильям Лоуренс Брэгг (1890-1971) и
Вильямс формулируют модель Изинга
для перехода парамагнетик-диамегнетик.
Корнелиус Якобус Гортер (1907-1980) и
Хендрик Казимир (Hendrik Bruygt Gerhard Casimir,
1909-) проводят анализ выталкивания силовых линий магнитного поля из
сверхпроводящего металла.
|
|---|
| 1935 |
Уильям Френсис Гийок (Giauque)
достиг температуры 0.1 градуса Кельвина, испольщуя магнитную ловушку,
чтобы замедлить молекулы.
|
|---|
|
Лев Давыдович Ландау (1908-1968) публикует свою феноменологическую
теорию среднего поля для фазовых переходов.
|
|
Субрахманян Чандрасекар (1910-1995) получил формулу для критической
устойчивой массы ферми-газа (масса Чандрасекара).
|
|
Фриц Вольфганг Лондон (1900-1954) и его брат
Хайнц Лондон разработали теорию
сверхпроводимости макроскопмческих объектов, используя классическую электродинамику
и некоторые дополнительные предположения.
|
|
Ганс Бете (Bethe, 1906-) улучшает теорию
Брэгга-Вильямса, добавив короткомасштабные атомные взаимодействия.
|
|
Эдвард Арманд Гуггенгейм (Guggenhaim, 1901-)
развивает теорию жидких растворов, используя "правила ближайших соседей"
в том, что мы сейчас называем квази-химический метод.
|
| 1936 |
Джозеф Эдвард Майер (1904-) и
Салли Ф. Харрисон (1913-),
вместе с Марией Гопперт-Майер (Goeppert-Mayer, 1906-1972)
начинают современную теорию конденсации газа. В работах вплоть до 1938
они ищет вириальные коэффициенты межмолекулярных сил, используя
"кластерные интегралы", представляющие взаимодействие многих молекул.
|
|---|
| 1937 |
Петр Леонидович Капица (1894-?)
определил, что гелий II имеет вязкость в 1500 раз меньше, чем
гелий I и ввел термин "сверхтекучесть." Почти в то же время
Джон Франк Аллен (1908-) и
A. Д. Мицнер (Miscner)
открыли этот эффект независимо (публикация на 19 дней позже).
Джон Эдвард Леннард-Джонс (1894-1954)
и A. Ф. Девоншир пишут (вплоть до '39)
свой "6-12 потенциал" межмолекулярного взаимодействия.
|
|---|
| 1938 |
Клод Элвуд Шэннон (Claude Elwood Shannon,
1916-) публикует Символический анализ реле и переключателей электрических
цепей, где исследуется теория информации и дается систематически матиматическое
описание шума.
Теоретическая работа Лондона
о жидком гелии и бозе-эйнштейновской конденсации.
|
|---|
| 1939 |
В. Херринг (W. Conyer Herring)
вычисляет объемные свойства материалов из квантовых принципов,
специально обсуждаются металлические свойства бериллия.
|
|---|
| 1940 |
Фаулер и
Гуггенгейм расширяют квазихимический метод, применяя его к модели,
в которой приняты во внимание длинномасштабные взаимодействия.
|
|---|
| 1942 |
Ларс Онзагер (Onsager, 1903-1976)
дает решение для двумерно модели Ленца-Изинга, демонстрируя фазовый переход.
Это первое точное решение нетривиальной проблемы статистической физики,
в котором межчастичные силы приняты во внимание не ввиде поправки.
|
|---|
| 1944 |
Евгений Михайлович Лившиц (1915-1985) показал, что
"второй звук" в сверхтекучих жидкостях может детектироваться
по флуктуациям температуры. Эффект обнаружен экспериментально
В. Пешковым.
|
|---|
| 1946 |
Николай Николаевич Боголюбов (1909-) написал
работу Проблемы динамической теории в статистической физике.
Он работал над обобщением уравнения Больцмана,
используя инвариантное относительно обращения во времени уравнение Лиувилля,
прояснив внутреннюю структуру статистической механики.
Хинчин уточняет теорему Больцмана.
Ричард А. Огг (Ogg) младший полагает, что пара электронов
ведет себя как бозон, и всерхпроводимость может объясняться
бозе-конденсацией этих бозонов. Идея игнорировалась до 1954.
|
|---|
| 1948 |
Главная публикация Клода Шэннона об информационной теории и символьной логике,
Математическая теория связи.
|
|---|
| 1950 |
Герберт Фрелих (1905-) полагает, что
фононное взаимодействие между электронами может быть основой описания сверхпроводимости.
Первое использование квантовой теории поля в статфизике.
|
|---|
| 1953 |
Ричард Филлипс Фейнман (1918-1988) начал свою работу по теории
низкотемпературного гелия, исползуя технику функционального интеграла. Работы
прояснили, как работали некоторые предыдущие теоретические попытки и почему
не работли другие.
|
|---|
| 1955 |
Эрвин Вильгельм Мюллер (Mueller, 1911-1977)
создает полевой ионный микроскоп - первый инструмент, позволивший увидеть
отдельные атомы.
|
|---|
| 1956 |
Леон Купер (Cooper, 1930-),
Джон Бардин (Bardeen, 1908-) и
Джон Роберт Шриффер (Schrieffer 1931-)
придумали многоэлектронную теорию, которая хорошо согласуется с экспериментом
и описывает эффект Мейснера.
|
|---|
| 1957 |
Книга Хинчина Математические основы теории информации.
Берни Джулиан Алдер (Alder, 1925-) и
Томас Эверетт Вайнрайт (Wainwright, 1927-)
численно открыли фазовый переход жестких сфер.
|
|---|
| 1961 |
Джордж Аллен Бейкер младший (1932-)
открыл метод доопределения сингулярностей в критической точке посредством
построения разложений в модели Изинга.
|
|---|
| 1965 |
Бенджамин Уидом (Widom, 1927-) пишет работу о теории поверхностного натяжения,
используя модифицированную теорию ван дер Ваальса.
|
|---|
| 1968 |
Алдер и Вайнрайт
открывают турбулентную диффузию в жидкости.
|
|---|
| 1971 |
Кеннет Вильсон (1936-),
разрабатывая подход Лео Каданова (1966),
использует технику ренормализационной группы для изучения скейлинговых законов
в теории фазовых переходов.
|
|---|
| 1972 |
Майкл Эллис Фишер (1931-) и
Уидом обобщают модель Изинга на пространстве
произвольной размерности (вводят размерную регуляризацию).
|
|---|
| 1980 |
Хайнрих Рорер (Rohrer) и Герд Биннинг изготавливают сканирующий туннельный
микроскоп, позволяющий изучать адсорбированные на поверхности атомы.
|
|---|