TÀI LIỆU VẬT LÍ THỐNG KÊ

Thăng giáng nhiệt động vật lý thống kê Albert Einstein, 1905, Năm kỳ diệu Các báo sớm Einstein đề cập đến nhiệt động học Trong ông cố gắng giải thích tượng từ quan điểm thống kê nguyên tử.[84] Nghiên cứu ông năm 1903 1904 tập trung vào hiệu ứng kích thước nguyên tử hữu hạn tác động đến tượng tán xạ Giống nghiên cứu Maxwell, hữu hạn kích thước nguyên tử dẫn đến hiệu ứng quan sát Nghiên cứu nằm vấn đề vật lý thời đại ông tìm cách quan sát chứng minh nguyên tử tồn Chúng nội dung luận án tiến sĩ ông.[86] Kết ông lĩnh vực lý thuyết thăng giáng nhiệt động Khi trạng thái cân bằng, hệ có entropy cực đại, theo cách hiểu thống kê, có thăng giáng nhỏ Einstein thăng giáng thống kê vật thể vĩ mô, hoàn toàn xác định đạo hàm bậc hai entropy Nghiên cứu cách kiểm tra quan hệ này, ông có đột phá lớn năm 1905 Ông nhận lý thuyết tiên đoán hiệu ứng quan sát cho vật di chuyển xung quanh tự nằm môi trường nguyên tử hoạt động Vì vật có vận tốc ngẫu nhiên di chuyển ngẫu nhiên, giống nguyên tử đơn lẻ Động trung bình vật , thời gian giảm thăng giáng xác định hoàn toàn định luật ma sát Định luật ma sát cho cầu nhỏ chất lỏng nhớt giống nước khám phá George Stokes Ông vận tốc nhỏ, lực ma sát tỉ lệ với vận tốc, bán kính hạt Quan hệ sử dụng để tính toán hạt chuyển động quãng đường nước chuyển động nhiệt ngẫu nhiên nó, Einstein ý với cầu kích thước khoảng micron, chúng di chuyển với vận tốc vài micron giây Chuyển động quan sát nhà thực vật học Robert Brown kính hiển vi, hay chuyển động Brown Einstein đồng chuyển động với tiên đoán lý thuyết ông đưa Từ thăng giáng gây chuyển động Brown thăng giáng vận tốc nguyên tử, nên việc đo xác chuyển động Brown sử dụng lý thuyết Einstein cho thấy số Boltzmann khác không cho phép đo số Avogadro Các thí nghiệm thực vài năm sau đó, cho ước lượng thô số Avogadro phù hợp với ước lượng xác lý thuyết vật đen Max Planck, thí nghiệm đo điện tích Robert Millikan.[87] Không phương pháp khác, đòi hỏi Einstein cần điều giả sử lý thuyết hay vật lý mới, trực tiếp đo chuyển động nguyên tử qua hạt nhìn thấy Lý thuyết Einstein chuyển động Brown báo lĩnh vực vật lý thống kê Nó thiết lập mối liên hệ thăng giáng nhiệt động tiêu tán lượng Điều Einstein thăng giáng độc lập thời gian, báo chuyển động Brown ông tỉ số nghỉ động học (dynamical relaxation rates) tính toán từ học cổ điển dùng tỉ số nghỉ thống kê (statistical relaxation rates) để dẫn định luật khuếch tán động học Những quan hệ gọi phương trình Einstein lý thuyết động học phân tử Lý thuyết chuyển động Brown mở đầu năm kỳ diệu Einstein, đóng vai trò quan trọng việc thuyết phục nhà vật lý chấp nhận thuyết nguyên tử.[84] Thí nghiệm tưởng tượng nguyên lý vật lý tiên nghiệm Suy nghĩ Einstein phải trải qua thay đổi vào năm 1905 Ông hiểu tính chất lượng tử ánh sáng có nghĩa phương trình Maxwell lý thuyết xấp xỉ Ông biết định luật thay chúng, ông chưa biết làm để tìm định luật Ông cảm thấy ước đoán mối quan hệ hình thức không đến đâu Thay vào ông định tập trung vào nguyên lý tiên nghiệm, chúng nói định luật vật lý hiểu thỏa mãn trường hợp rộng chí phạm vi mà chúng chưa áp dụng hay kiểm nghiệm Một ví dụ nhà vật lý chấp nhận rộng rãi nguyên lý tiên nghiệm tính bất biến quay (hay tính đối xứng quay, nói định luật vật lý bất biến quay toàn không gian chứa hệ theo hướng khác) Nếu lực khám phá vật lý, lực hiểu có tính bất biến quay mà không cần phải suy xét Einstein hướng tìm nguyên lý theo phương pháp bất biến này, để tìm ý tưởng vật lý Khi nguyên lý cần tìm đủ, vật lý lý thuyết phù hợp đơn giản với nguyên lý định luật biết trước Nguyên lý tiên nghiệm tổng quát Einstein tìm nguyên lý tương đối,[88] theo chuyển động tịnh tiến không phân biệt với trạng thái đứng im Nguyên lý Hermann Minkowski mở rộng cho tính bất biến quay từ không gian vào không-thời gian Những nguyên lý khác giả thiết Einstein sau chứng minh nguyên lý tương đương nguyên lý bất biến đoạn nhiệt số lượng tử Một nguyên lý tổng quát khác Einstein, gọi nguyên lý Mach, vấn đề tranh luận nhà khoa học Việc sử dụng nguyên lý tiên nghiệm phương pháp đặc biệt độc đáo nghiên cứu Einstein, trở thành công cụ tiêu chuẩn vật lý đại Thí nghiệm tưởng tượng nguyên lý vật lý tiên nghiệm Suy nghĩ Einstein phải trải qua thay đổi vào năm 1905 Ông hiểu tính chất lượng tử ánh sáng có nghĩa phương trình Maxwell lý thuyết xấp xỉ Ông biết định luật thay chúng, ông chưa biết làm để tìm định luật Ông cảm thấy ước đoán mối quan hệ hình thức không đến đâu Thay vào ông định tập trung vào nguyên lý tiên nghiệm, chúng nói định luật vật lý hiểu thỏa mãn trường hợp rộng chí phạm vi mà chúng chưa áp dụng hay kiểm nghiệm Một ví dụ nhà vật lý chấp nhận rộng rãi nguyên lý tiên nghiệm tính bất biến quay (hay tính đối xứng quay, nói định luật vật lý bất biến quay toàn không gian chứa hệ theo hướng khác) Nếu lực khám phá vật lý, lực hiểu có tính bất biến quay mà không cần phải suy xét Einstein hướng tìm nguyên lý theo phương pháp bất biến này, để tìm ý tưởng vật lý Khi nguyên lý cần tìm đủ, vật lý lý thuyết phù hợp đơn giản với nguyên lý định luật biết trước Nguyên lý tiên nghiệm tổng quát Einstein tìm nguyên lý tương đối,[88] theo chuyển động tịnh tiến không phân biệt với trạng thái đứng im Nguyên lý Hermann Minkowski mở rộng cho tính bất biến quay từ không gian vào không-thời gian Những nguyên lý khác giả thiết Einstein sau chứng minh nguyên lý tương đương nguyên lý bất biến đoạn nhiệt số lượng tử Một nguyên lý tổng quát khác Einstein, gọi nguyên lý Mach, vấn đề tranh luận nhà khoa học Việc sử dụng nguyên lý tiên nghiệm phương pháp đặc biệt độc đáo nghiên cứu Einstein, trở thành công cụ tiêu chuẩn vật lý đại