baw się dobrze
Aby zrozumieć termin „fluktuacje termiczne”, musimy wrócić do jego znaczenia
fizycznie temperaturę, nie zatrzymując się na opisywanych przez nią pojęciach ciepła i zimna
ale tak dobrze. Jeżeli temperatura obudowy wynosi zero absolutne: 0 K, co odpowiada
w przybliżeniu przy -273.15 ° C absolutnie wszystkie składniki obudowy są idealne
bez ruchu. Gdy tylko nieznacznie zwiększymy temperaturę, cząsteczki zaczynają wibrować
wokół ich położenia równowagi. Im wyższa temperatura, tym więcej wibracji
jest ważne. Żyjemy w świecie, w którym panuje temperatura 25°C, czyli prawie 300 stopni
powyżej zera absolutnego lub nawet 300 K, czy powinniśmy widzieć, jak wszystko wokół nas wibruje?
W rzeczywistości wibracje te są bardzo małe, ponieważ energia związana z tą wibracją Eth
jest również bardzo mała, rzędu Eth = kBT gdzie kB = 1.38 × 10-23 J/K jest
Stała Boltzmanna. Energia wynosi zatem Eth ≈ 4 × 10−19 J. Aby utrwalić idee,
energia potrzebna do podniesienia masy m 1 g z wysokości h = 1 mm jest równa
przy mgh = 1 × 10-5 J
1
, czyli nieco ponad tysiąc miliardów razy większy
niż energia cieplna. Innymi słowy, w naszej skali nic nie widzimy. Nie czujemy
to poruszenie termiczne niż przez uczucie ciepła lub zimna, które ono wywołuje. My
może teraz zrozumieć definicję terminu „fluktuacje termiczne”, do którego się odnosi
w mechanice statystycznej zjawisko losowego ruchu obiektu wokół niego
pozycja równowagi.
