Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 4)

Nhiệt động lực học và entropy

Ngoài việc khám phá lực điện từ, nghiên cứu năng lượng ở dạng nhiệt còn đưa đến một cuộc cách mạng khoa học khác ở thế kỉ 19. Cái sau này gọi là các định luật của nhiệt động lực học trình làng một số khái niệm sẽ tỏ ra thiết yếu đối với thuyết lượng tử.

Định luật thứ nhất của nhiệt động lực học giải thích năng lượng được bảo toàn như thế nào khi thêm nhiệt vào một hệ kín: năng lượng toàn phần của hệ bằng nhiệt cung cấp, trừ đi bất kì công nào đã thực hiện (những biến đổi vật lí đối với môi trường xung quanh).

Trong khi đó, định luật thứ hai về cơ bản mô tả nhiệt sẽ luôn chảy như thế nào từ hệ nóng hơn sang hệ lạnh hơn. Thật vậy, định luật này mô tả entropy, một số đo lượng mất trật tự trong hệ. Rồi định luật thứ ba giải thích entropy tiến tới zero như thế nào khi nhiệt độ trong một hệ ở sát không độ tuyệt đối. Những quan niệm về bảo toàn năng lượng và entropy này sẽ được trình bày kĩ hơn ở phần sau.

Nhiệt động lực học và entropy

Định luật thứ hai của nhiệt động lực học phát biểu rằng các hệ luôn có xu hướng trở nên kém tổ chức hơn theo thời gian, trừ khi có năng lượng ở bên ngoài can thiệp vào. Chẳng hạn, một vết nhỏ nước nóng sẽ có xu hướng tự nhiên lan tỏa ra môi trường xung quanh lạnh hơn, trừ khi nó được đựng trong bình chứa.

Vật đen

Vào giữa thế kỉ 19, việc nghiên cứu những cách để các vật phát ra sóng điện từ đã dẫn tới khái niệm lí tưởng về vật đen bức xạ. Đây là một vật vừa hấp thụ hoàn hảo vừa phát xạ hoàn hảo. Nhà vật lí Đức Max Planck tìm thấy rằng bề mặt của một vật đen càng nóng, thì năng lượng ánh sáng phát ra càng cao. Vì thế, những vật ở nhiệt độ phòng chủ yếu phát sáng hồng ngoại, còn những vật nóng đến hàng nghìn độ phát xạ chủ yếu là những bước sóng nhìn thấy, và những vật nóng nhất thì phát ra ánh sáng tử ngoại hoặc thậm chí những bước sóng ngắn hơn, ví dụ như tia X.

Một ngôi sao thường được xem là thứ gần nhất trong tự nhiên với một vật đen hoàn hảo. Các ngôi sao biểu hiện mối liên hệ nhiệt độ-năng lượng đang tác dụng: những ngôi sao nguội hơn phát ra ánh sáng đỏ hơn và những bước sóng hồng ngoại, còn những ngôi sao nóng hơn có xu hướng ngả về màu xanh và bước sóng tử ngoại. Những nỗ lực nghiên cứu cái xảy ra với các vật đen ở những nhiệt độ cao nhất là mấu chốt cho sự ra đời của thuyết lượng tử.

Vật đen

Vật lí Lượng tử Tốc hành | Gemma Lavender
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Vũ trụ có nhiều gã khổng lồ hơn chúng ta nghĩ
18/01/2018
Vũ trụ có thể chứa nhiều sao khổng lồ hơn chúng ta vẫn nghĩ. Một bộ phận của Đám mây Magellan Lớn, một thiên hà láng
Nước chậm đông được làm lạnh đến nhiệt độ thấp kỉ lục
16/01/2018
Lần đầu tiên nhiệt độ của nước lỏng chậm đông được đo chính xác đến dưới –40°C. Các nhà nghiên cứu, đứng đầu
Ánh sáng có thật sự kết hợp trở lại sau khi truyền qua hai lăng kính hay không?
15/01/2018
TÓM TẮT. Chúng tôi trình bày một bố trí thí nghiệm đơn giản và rẻ tiền chứng minh rõ ràng các màu của ánh sáng trắng sau
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 4)
12/01/2018
Nhiệt động lực học và entropy Ngoài việc khám phá lực điện từ, nghiên cứu năng lượng ở dạng nhiệt còn đưa đến một
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 3)
12/01/2018
Lực điện từ Nếu ánh sáng thật sự là sóng, thì có vẻ hợp lí thôi nếu ta hỏi: chính xác thì cái gì đang dao động như
Năng lượng tối là gì?
10/01/2018
Trong phần này, đầu óc của bạn bùng nổ bởi vũ trụ đang dãn nở của chúng ta Có lẽ bạn đang choáng váng trước thực tế
Hiệu ứng Hall lượng tử 4D trong phòng thí nghiệm
10/01/2018
Tính chất của một vật liệu 4D giả thuyết đã được mô phỏng trong các thí nghiệm của hai đội vật lí quốc tế. Một đội
Nước chậm đông có thể tồn tại ở hai pha lỏng
07/01/2018
Nước có thể tồn tại ở hai pha lỏng với khối lượng riêng khác nhau. Đó là kết luận của các nhà nghiên cứu ở Thụy
Vui Lòng Đợi

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com