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
Downlaod video thí nghiệm

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Thời gian là gì? (Phần 1)
15/11/2018
Trong phần này chúng ta tìm hiểu thời gian thuộc về cái bản chất (chưa biết) Chúng ta đã thấy những khái niệm cơ bản như
Lược sử các phương pháp đo thời gian (Phần 1)
15/11/2018
Bài của Helen Margollis đăng trên tạp chí Physics World, tháng 11/2018 Vào ngày 1 tháng Mười Một năm 2018, khi bài báo này được
Giải phẫu bóng đèn LED
14/11/2018
Ngay cả bóng đèn phổ biến cũng biểu hiện các bí ẩn khi chúng ta nhìn vào bên trong. Không giống các bóng đèn nóng sáng truyền
Tạm biệt Kepler, thiết bị săn hành tinh thành công nhất
14/11/2018
Bài của Daniel Cossins trên tạp chí New Scientist ngày 10/11/2018 Đã lâu rồi Kepler nhỉ, và cảm ơn vì mọi thế giới ngoại hành
21 bài học cho thế kỉ 21: Việc làm
14/11/2018
VIỆC LÀM Khi bạn trưởng thành, có thể bạn sẽ thất nghiệp Chúng ta chẳng biết thị trường lao động sẽ như thế nào vào
Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 11)
09/11/2018
Đầu năm 1982, tôi có viết một bài báo đề xuất rằng những khác biệt này phát sinh từ những thăng giáng lượng tử trong
Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 10)
09/11/2018
Thế nhưng nhiều nhà khoa học không hài lòng với việc vũ trụ có một khởi đầu, bởi dường như nó ẩn ý rằng vật lí học
Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 9)
09/11/2018
Chương 2 Vũ trụ đã ra đời như thế nào? Hamlet từng nói, “Tôi có thể bị mắc kẹt trong một vỏ hạt, và tôi tự xem mình

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

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