Marian Smoluchowski i fizyka statystyczna

Podobne dokumenty
O Marianie Smoluchowskim, górach i fizyce

O ruchach Browna i demonie Maxwella

Fluktuacje wokół nas Dziedzictwo Mariana Smoluchowskiego

FOTON 91, Zima und der Suspensionen, Ann. Phys. 21, (1906). Marian Smoluchowski. Robert Brown ( )

Entropia, demon Maxwella i maszyna Turinga

NIEMOŻLIWE MASZYNY O PRAWACH TERMODYNAMIKI I OBSESJI ZMIANY ŚWIATA

Rozkłady statyczne Maxwella Boltzmana. Konrad Jachyra I IM gr V lab

Ruch Browna. Ilona Kosińska Instytut Inżynierii Biomedycznej i Pomiarowej Politechnika Wroc lawska. 29 listopada 2008

O Marianie Smoluchowski na dwa lata przed setną rocznicą śmierci. Bogdan Cichocki Instytut Fizyki Teoretycznej UW

Termodynamika. Część 4. Procesy izoparametryczne Entropia Druga zasada termodynamiki. Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ

If I Knew How to Make Money...

Wyprawa Akademickiego Klubu Górskiego z Łodzi w rejon Karavshin w Kirgizji

Krystyna Dzierzbicka Grzegorz Cholewiński Janusz Rachoń DLA ZAINTERESOWANYCH PYTANIA I ODPOWIEDZI

KAUKAZ CENTRALNY REGION BEZINGI

Fizyka mało znana. Doświadczenia myślowe i rozstrzygające

Wydział Fizyki Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu

Chemia. Chemistry. Energetyka I stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

Kopa Spadowa, ściana czołowa, Pachniesz Brzoskwinią VII-

Z-ZIPN Fizyka II. Zarządzanie i Inżynieria Produkcji I stopień Ogólnoakademicki

Z-0099z. Fizyka II. Zarządzanie i Inżynieria Produkcji I stopień Ogólnoakademicki. Stacjonarne Wszystkie Katedra Fizyki Prof. Dr hab.

Teoria kinetyczno cząsteczkowa

Posesorzy i czytelnicy książek naukowych z dziedziny fizyki (z badań proweniencyjnych księgozbioru Biblioteki WFAIS)

Termodynamika informacji

Wykład 4. II Zasada Termodynamiki

Kierunek i poziom studiów: Chemia, drugi Sylabus modułu: Przedmiot A związany ze specjalnością (0310-CH-S2-001) Nazwa wariantu modułu: Termodynamika

Kwantowe własności promieniowania, ciało doskonale czarne, zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne.

WYMAGANIA PROGRAMOWE dla studentów K MISMaP ubiegających się o DYPLOM MAGISTERSKI na Wydziale Fizyki UW zrealizowany w ramach K MISMaP

''Wiem wszystko o życiu i dokonaniach Constantina Carathéodory'ego'' zm. 2 lutego 1950 w Monachium

Spis treści. Skróty i oznaczenia Przedmowa...19

Czy informacja jest fizyczna? Demonologia, zasada Landauera i obliczenia odwracalne

Karta modułu/przedmiotu

Sławni Polscy Fizycy i Matematycy. Matematycy Fizycy Najważniejsi

ARGUMENTY KOSMOLOGICZNE. Sformułowane na gruncie nauk przyrodniczych

Spis treści. Tom 1 Przedmowa do wydania polskiego 13. Przedmowa 15. Wstęp 19

FENOMENOLOGIA POLSKA Roman Ingarden ij jego uczniowie. Artur Andrzejuk

Zasady studiów magisterskich na kierunku astronomia

W latach miejscowość była siedzibą gminy Tatrzańskiej.

Wykład 3. Entropia i potencjały termodynamiczne

4. Wywiad z dr hab. Pawłem F. Górą. D.S.: Kto lub co, skłoniło Pana do pogłębiania swojej wiedzy z dziedziny fizyki?

Nauka o gazach i cieple

Fizyka statystyczna. This Book Is Generated By Wb2PDF. using

Termodynamika. Część 11. Układ wielki kanoniczny Statystyki kwantowe Gaz fotonowy Ruchy Browna. Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ

Opisy efektów kształcenia w obszarze nauk przyrodniczych Załącznik 2

Kto nie zda egzaminu testowego (nie uzyska oceny dostatecznej), będzie zdawał poprawkowy. Reinhard Kulessa 1

WIELOKĄTY FOREMNE I ICH PRZEKĄTNE

Śladami Profesora Jana Czekanowskiego quiz

Opisy efektów kształcenia w obszarze nauk przyrodniczych Załącznik 2

Wielcy rewolucjoniści nauki

70 lat WYDZIAŁU - 90 lat Jerzego KOWALCZUKA GEOLOGICZNO- MIERNICZEGO ( ) Akademii Górniczej GEOLOGICZNO-POSZUKIWAWCZEGO ( ) GEOLOGII,

Ignacy Domeyko. Obywatel Świata

140. ROCZNICA URODZIN ALBERTA EINSTEINA

Fizyka statystyczna Zwyrodniały gaz Fermiego. P. F. Góra

zapraszamy na Uniwersytet Jagielloński

Wspomnienie o koledze Marianie Bietkowskim.

Modele atomu wodoru. Modele atomu wodoru Thomson'a Rutherford'a Bohr'a

Arkadiusz Walczak Dyrektor Warszawskiego Centrum Innowacji Edukacyjno - Społecznych i Szkoleń

Studia w systemie 3+2 Propozycja zespołu Komisji ds. Studenckich i Programów Studiów

FIZYKA Podręcznik: Fizyka i astronomia dla każdego pod red. Barbary Sagnowskiej, wyd. ZamKor.

Wykaz podręczników na rok szkolny 2018/2019

Perspektywy rozwoju nauki w Polsce i na świecie. Quo vadis science? Dr n. med. Izabela Młynarczuk-Biały

Wielcy fizycy XX wieku

Plan Zajęć. Ćwiczenia rachunkowe

Wydział Matematyki, Fizyki i Chemii Załącznik nr 5 Rok akademicki 2017/2018 Kryteria zakres kwalifikacji na studia doktoranckie

Spis treści. Przedmowa Obraz makroskopowy Ciepło i entropia Zastosowania termodynamiki... 29

Zespół Szkół Technicznych w Lesznie. Fizyka. Zakres rozszerzony. IV etap edukacyjny. Nauczyciel: dr inż. Romuald Kędzierski

WOJEWÓDZKI KONKURS FIZYCZNY

= = Budowa materii. Stany skupienia materii. Ilość materii (substancji) n - ilość moli, N liczba molekuł (atomów, cząstek), N A

Seminarium o znaczeniu Centralnego Okręgu Przemysłowego dla regionu. Seminarium o znaczeniu Centralnego Okręgu Przemysłowego dla regionu 1

Dlaczego niebo jest niebieskie?

Weronika Łabaj. Geometria Bolyaia-Łobaczewskiego

Prof. dr hab. Adam Wrzosek organizator i Dziekan Wydziału Lekarskiego Uniwersytetu Poznańskiego w latach 1920/ /1923

SPRAWOZDANIE Z ODSŁONIĘCIA TA BLIC NAD SALAMI NR 4 ORAZ 102 W INSTYTUCIE FILOZOFII UW 1

LISTY RANKINGOWE WNIOSKÓW O PRZYZNANIE ZWIĘKSZENIA STYPENDIUM DOKTORANCKIEGO Z DOTACJI PODMIOTOWEJ NA DOFINANSOWANIE ZADAŃ PROJAKOŚCIOWYCH W ROKU 2016

UNIWERSYTET IM. ADAMA MICKIEWICZA W POZNANIU

Opis programu studiów

P. F. Góra. XXXVIII Zjazd Fizyków Polskich, Warszawa, Instytut Fizyki im. Mariana Smoluchowskiego Uniwersytet Jagielloński

18. Jaki wpływ na proces palenia ma zjawisko konwekcji?

01, 02, 03 i kolejne numer efektu kształcenia. Załącznik 1 i 2

Wstęp do astrofizyki I

Sprawozdanie z działalności wspinaczkowej Masyw Mont Blanc, Alpy Zima 2015

Maria Salomea Skłodowska-Curie

Liceum Ogólnokształcące Nr VII im. Krzysztofa Kamila Baczyńskiego

Klasa I A 2017/2018. Klasa II A 2018/2019

TERMODYNAMIKA I TERMOCHEMIA

Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej. Studia prowadzone w całości w języku polskim.

Sławne osoby z zespołem Aspergera

Wykład 3 Zjawiska transportu Dyfuzja w gazie, przewodnictwo cieplne, lepkość gazu, przewodnictwo elektryczne

drzwi otwarte Liceum Ogólnokształcące nr VII sobota 28 marca 2015 roku 10:00-13:00

Studia podyplomowe: Nauczanie biologii w gimnazjach i szkołach ponadgimnazjalnych

swoich doktorantów. Doktoranci przyporządkowani są administracyjnie do jednostki, z której pochodzi opiekun naukowy.

Czarne dziury. Grażyna Karmeluk

Szkoła Powiat Województwo Okręg Kraj 47,35 49,57 50,63 52

Komputerowe modelowanie zjawisk fizycznych

i na matematycznej wyspie materiały dla ucznia, klasa II, pakiet 4, s. 1 KARTA:... Z KLASY:...

Zasady studiów magisterskich na kierunku fizyka

Kierunkowe efekty kształcenia wraz z odniesieniem do efektów obszarowych. Energetyka studia I stopnia

SCENARIUSZ LEKCJI. Autorzy scenariusza: Krzysztof Sauter (informatyka), Marzena Wierzchowska (matematyka)

b) Wybierz wszystkie zdania prawdziwe, które odnoszą się do przemiany 2.

Scenariusz nr 4. Autor scenariusza: Olga Lech. Blok tematyczny: Zima w przyrodzie

Każdy startuje po swojemu...

Transkrypt:

Marian Smoluchowski i fizyka statystyczna P. F. Góra Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UJ 5 października 2016 P. F. Góra (WFAIS UJ) Marian Smoluchowski i fizyka statystyczna 5 października 2016 1 / 21

Marian Smoluchowski, 1872-1917 P. F. Góra (WFAIS UJ) Marian Smoluchowski i fizyka statystyczna 5 października 2016 2 / 21

Marian Smoluchowski Marian Ritter von Smolan Smoluchowski ur. 28 maja 1872 w Vorder-Brühl pod Wiedniem Marian Smoluchowski uczęszczał do Theresianum, eksluzywnej szkoły średniej w latach 1890-94 studiował fizykę w Wiedniu 1895 doktorat 1898 habilitacja podróże naukowe do Paryża, Glasgow, Berlina starszy brat Tadeusz (1868-1936) był doktorem chemii, studiował w Wiedniu i Zurychu Wilhelm i Teofila Smoluchowscy P. F. Góra (WFAIS UJ) Marian Smoluchowski i fizyka statystyczna 5 października 2016 3 / 21

Kariera 1900-1912 profesor fizyki teoretycznej na Uniwersytecie Lwowskim dziekan Wydziału Przyrodniczego autor podręczników, teoretyk nauczania malarz, muzyk-amator, bibliofil Z pewnościa bardzo chętnie objałbym katedrę fizyki matematycznej we Lwowie [... ], bo chociaż zakres działania nie będzie tak wielki jak na wielu innych wszechnicach, przecież wolałbym, żeby praca moja przyniosła bezpośredni pożytek dla rodaków aniżeli cudzoziemców. z listu do Kazimierza Twardowskiego P. F. Góra (WFAIS UJ) Marian Smoluchowski i fizyka statystyczna 5 października 2016 4 / 21

Kariera 1912-1917 profesor fizyki doświadczalnej na Uniwersytecie Jagiellońskim dziekan Wydziału Przyrodniczego 15 czerwca 1917 wybrany Rektorem UJ umiera 5 września 1917 na dyzenterię P. F. Góra (WFAIS UJ) Marian Smoluchowski i fizyka statystyczna 5 października 2016 5 / 21

Rodzina W 1901 Marian Smoluchowski poślubił Zofię Baraniecka, córkę profesora matematyki UJ Mieli dwoje dzieci, córkę Aldonę i syna Romana P. F. Góra (WFAIS UJ) Marian Smoluchowski i fizyka statystyczna 5 października 2016 6 / 21

Góry Marian Smoluchowski był wielkim miłośnikiem gór. Pierwszy raz był w Tatrach jako trzynastoletni chłopiec. Potem wspinał się w górach austriackich, a w czasach studenckich, wraz z bratem Tadeuszem, w Dolomitach. Wspólnie przebyli 24 nowe drogi skalne, z czego 16 było pierwszymi wejściami szczytowymi. Bracia Smoluchowscy należeli wówczas do czołowych alpinistów świata. Marian Smoluchowski (po lewej) pod Rysami P. F. Góra (WFAIS UJ) Marian Smoluchowski i fizyka statystyczna 5 października 2016 7 / 21

Góry Sas dal Léc, pierwsze wejście... Wiedzieliśmy, że wierzchołek, na który już wielokrotnie usiłowano wejść, od strony tej szczerby był atakowany bez powodzenia. Wysoka pionowa ściana uniemożliwiała dalsze posuwanie się... O godz. 9 min. 30 osiagnęliśmy główny, pokryty śniegiem i piargami taras, o godz. 10 północna ścianę Sas dal Léc. Przez ścianę tę przebiega stroma rynna lodowa, spadajaca od wschodniej strony szczytu, która jednak ze względu na liczne przewieszone uskoki nie nadaje się do wejścia... Po dłuższym rekonesansie zauważyliśmy... słabo wykształcona półkę. By dojść do niej wznosimy się po stopniach, aż w waskim miejscu można było dokonać łatwej przeprawy... Pod zwisajac a skała zostawiliśmy buty, czekany (z wyjatkiem jednego), raki etc. W skarpetkach do półki. Półka urywa się, nie łatwo dojść do jej przedłużenia. Jest ona waska i eksponowana, przewieszka po prawej miejscami mocno odpycha. Po wejściu na blok skalny (bardzo trudne) osiaga się teren wznoszacy się stopniami, gdzie szybko zyskuje się na wysokości. Ze sprawozdania Mariana Smoluchowskiego dla roczników klubu alpejskiego P. F. Góra (WFAIS UJ) Marian Smoluchowski i fizyka statystyczna 5 października 2016 8 / 21

Góry Smoluchowski odbył też wyprawy w Alpy, między innymi na Matternhorn (4478 m). W owych czasach oznaczało to kilkunastokilometrowy marsz, biwak pod ściana, wspinaczkę i zazwyczaj jeszcze jeden biwak w drodze na szczyt. Wyposażenie wspinaczy było bardzo skromne, jak na dzisiejsze standardy. P. F. Góra (WFAIS UJ) Marian Smoluchowski i fizyka statystyczna 5 października 2016 9 / 21

Góry Narty Na poczatku XX wieku narciarstwo w Polsce dopiero zaczynało się rozwijać. Bracia Tadeusz i Marian Smoluchowscy należeli do założycieli Karpackiego Towarzystwa Narciarskiego (Tadeusz był później jego prezesem). Marian Smoluchowski na nartach w Czarnohorze Marian Smoluchowski (po prawej) na nartach pod Babia Góra P. F. Góra (WFAIS UJ) Marian Smoluchowski i fizyka statystyczna 5 października 2016 10 / 21

Góry Powrót w Tatry W czasach krakowskich Marian Smoluchowski często jeździł w Tatry. Pod Mnichem Nad Zmarzłym Stawem P. F. Góra (WFAIS UJ) Marian Smoluchowski i fizyka statystyczna 5 października 2016 11 / 21

Góry Teren, który ukazuje się przed moimi oczami to przede wszystkim świat Dolomitów, i wydaje mi się, że był on znacznie piękniejszy niż dla dzisiejszego turysty. Wszak był daleko pierwotniejszy i dawał okazję do prawdziwych wypraw odkrywczych, i jeżeli próbowaliśmy nowych dróg i nowych wejść, odczuwaliśmy nie tylko obiektywna wspaniałość gór, lecz i subiektywny urok działalności odkrywczej... Z tego co dały mi góry, trzy rzeczy uważam za najcenniejsze: 1. przyzwyczajenie do podejmowania trudnych zadań, 2. radość z przezwyciężenia trudności, 3. zdolność do upiększenia codziennego życia przez najwznioślejsza poezję: poezję świata gór. Z listu Mariana Smoluchowskiego z okazji przyznania mu srebrnej szarotki i tytułu Alter Herr przez Akademicka Sekcję Klubu Alpejskiego, 1917 P. F. Góra (WFAIS UJ) Marian Smoluchowski i fizyka statystyczna 5 października 2016 12 / 21

Ruchy Browna Robert Brown (1773-1858) trajektoria czasteczki brownowskiej mechanizm molekularny bardzo nieregularne trajektorie; samopodobne zagadka przez prawie 80 lat wyjaśnienie: efekt zderzeń z czasteczkami ośrodka ruchy Browna sa manifestacja ruchów cieplnych ośrodka zmiana paradygmatu, dowód hipotezy atomistycznej P. F. Góra (WFAIS UJ) Marian Smoluchowski i fizyka statystyczna 5 października 2016 13 / 21

Ruchy Browna A. Einstein, Über die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen, Ann. Phys. 17, 549 560 (1905). Albert Einstein M. von Smoluchowski, Zur kinetischen Theorie der Brownschen Molekularbewegung und der Suspensionen, Ann. Phys. 21, 756 780 (1906). Marian Smoluchowski P. F. Góra (WFAIS UJ) Marian Smoluchowski i fizyka statystyczna 5 października 2016 14 / 21

Demon Maxwella Demon Maxwella: hipotetyczna istota inteligentna, potrafiaca rozdzielić gaz na frakcję gorac a i chłodna. Łamałoby to II zasadę termodynamiki. Jeżeli demon sam podlega prawom fizyki, to choć na skutek jego działań entropia gazu spada, to rośnie entropia samego demona (zasada Landauera). P. F. Góra (WFAIS UJ) Marian Smoluchowski i fizyka statystyczna 5 października 2016 15 / 21

Demon Maxwella Zębatka brownowska Wariant demona Maxwella, wymyślony przez Mariana Smoluchowskiego: Czasteczki gazu uderzaja w wiatraczek i wał obraca się. Obrót w druga stronę jest zablokowany przez zębatkę o asymetrycznych zębach i zapadkę, dociskana przez sprężynkę. Wydaje się, że uzyskujemy pracę korzystajac z jednego zbiornika ciepła, co także łamie II zasadę termodynamiki. Smoluchowski zauważył, że zapadka sama podlega ruchom cieplnym, a zatem puszcza ruch w druga stronę. II zasada termodynamiki nie jest złamana. P. F. Góra (WFAIS UJ) Marian Smoluchowski i fizyka statystyczna 5 października 2016 16 / 21

Demon Maxwella Zębatka brownowska D. Mandal, C. Jarzynski, Work and information processing in a solvable model of Maxwell s demon, PNAS 109, 11641 (2012) Demon Maxwella (zębatka brownowska) jak maszyna Turinga: Zwiazek podstaw fizyki z podstawami informatyki?! P. F. Góra (WFAIS UJ) Marian Smoluchowski i fizyka statystyczna 5 października 2016 17 / 21

Inne dokonania W 1904, jako pierwszy, stwierdził istnienie fluktuacji gęstości w gazach, co między innymi doprowadziło do wyjaśnienia błękitnego koloru nieba jako wyniku rozpraszania światła na fluktuacjach gęstości atmosfery. W 1908 wyjaśnił zjawisko opalescencji krytycznej (nieskończona długość korelacji!) W 1903 sformułował teorię potencjału ζ i sformułował pierwsza (i, w zasadzie, do dziś stosowana) metodę wyliczania go z danych doświadczalnych. P. F. Góra (WFAIS UJ) Marian Smoluchowski i fizyka statystyczna 5 października 2016 18 / 21

Inne dokonania Potencjał ζ Potencjał ζ potencjał elektrokinetyczny w zwiazkach koloidalnych. Pojawia się na skutek otaczania większych czastek przez mniejsze (naładowane) czastki, których ładunki częściowo się ekranuja. Jego wielkość decyduje o stabilności koloidów. Kolosalne znaczenie w szeregu dziedzinach, od technologii chemicznej po wyjaśnienie biomolekularnych podstaw życia. P. F. Góra (WFAIS UJ) Marian Smoluchowski i fizyka statystyczna 5 października 2016 19 / 21

Inne dokonania Potencjał ζ Rysunek z pracy M. Majka, P.F.Góra, Phys. Rev. E 90, 032303 (2014): Niewielka zmiana parametrów w dwuskładnikowym roztworze koloidalnycm może zamienić mikroskopowe odpychanie na efektywne przyciaganie! P. F. Góra (WFAIS UJ) Marian Smoluchowski i fizyka statystyczna 5 października 2016 20 / 21

Dziedzictwo Po śmierci Mariana Smoluchowskiego, wspomnienia o nim napisali między innymi Albert Einstein, Subrahmanyan Chandrasekhar i Arnold Sommerfeld. Prace Mariana Smoluchowskiego były cytowane łacznie około 6000 razy. Zbyt wcześnie przeciał los jego natchniona działalność jako badacza i nauczyciela [... ], dzierżmy wysoko jego wzór i dzieło! Albert Einstein o Marianie Smoluchowskim P. F. Góra (WFAIS UJ) Marian Smoluchowski i fizyka statystyczna 5 października 2016 21 / 21