Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Презентация термодинамика и статистич физика Лекция 4.ppt
Скачиваний:
24
Добавлен:
10.01.2021
Размер:
20.39 Mб
Скачать

События несовместимы, если появление одного из них исключает появление

любого из остальных.

Теорема сложения вероятностей. Вероятность суммы несовместных собы- тий равна сумме вероятностей этих

событий

P А В Р А Р В

Событие, состоящее в появлении либо события А , либо события В. Например, в ящике красные, зелёные и белые шары.

ВероятностьP вынутьРцветнойРшар:

цветн красн зелён

Сумма вероятностей всех единственно возможных и несовместимых событий

равна единице:

P P

... P 1 - это

1

2

n

утверж-

 

 

дение является следствием теоремы сложе- ния вероятностей. Т.к. события единствен- но возможны, то появление одного из них (безразлично какого) есть событие досто- верное. Вероятность такого события равна единице. Но по теореме о сложении вероят-

P P ... P

ностей вероятность этого события может

n

1 2

быть представлена суммой

P P

... P 1

1 2

n

Это соотношение часто называют

условием нормировки вероятностей.

Теорема умножения вероятностей. Вероятность произведения двух событий А и В равна произведению вероятности одного из них Р(А) на вероятность другого, вычисленную в предположении, что первое событие произошло Р(В/А) – это условная вероятность события В, при условии, что событие А произошло.

P АВ Р А Р В / А

Если события А и В независимы (их вероятности не зависят от того, произош-

ло второе событие или нет), то

P АВ Р А Р В

вероятность произведения 2-х независи- мых событий равна произведению их вероятностей. Например, есть три шара:

красный, зелёный и белый. Какова веро-ятность того, что при последовательном вынимании 2-х шаров они окажутся зе-лёным и красным? Если вынуть один шар, то вероятность,

что он окажется

либо зелёным, либо красным (событие А), равна по теореме сложения вероятностей:

P А 13 13 23

Если событие А произошло, то осталось два шара один из которых будет либо зе- лёный, либо красный. Вероятность вы- нуть такой шар (событие В) равна:

Р В / А 1/ 2. Искомая вероятность

по теореме умножения равна:

P АВ Р А Р В / А 23 12 13

- вероятность

Существует ещё одна интерпретация вероятности, применяющаяся в физике. Пусть в закрытом сосуде имеется одна моле- кула. Сталкиваясь со стенками, молекула беспорядочно отражается от них и побывает в различных местах сосуда. Если наблюдать за молекулой в течение длительного времени Т и при этом часть времени t она провела в объёме V. Отношение t / T называется от-носительным временем

пребывания молеку-лы в объёме V. Предел

t

этогоPотношенияlim

T T

нахождения

Важным понятием в теории вероятностей и её приложениях является понятие среднего значения. Пусть произведено N однотип- ных измерений одной и той же величины x при неизменных условиях. Пусть в n1 случа-ях измеренное значение величины x оказа-лось равным x1 , в n2 случаях – x2,…, в nm случаях – xm , ( n1 + n2 + n3 + …+ nm = N ).

Среднее значение измеряемой величины

определяется выражением:

 

m

 

x x

n1x1

n2 x2 ... nm xm

 

 

ni xi

 

 

 

 

 

N

 

N

 

 

 

i 1

Отношение n1 , т.е. отношение числа наб- людений при N которых величина x имеет значение x1 , к общему числу наблюдений N,

есть вероятность появления при измерениях

значений

x1

, т.е.

n1

 

Р ( подразумевается,

 

 

 

 

 

 

 

N

1

 

 

lim

n1

 

 

 

что

Р1 - вероятность события) и

N

 

 

N

 

 

 

 

т.д. для упрощения вместо lim пишут

 

n2

Р

и получаем среднее значение:

 

 

 

N

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

x x P1 x1 P2

x2 ... Pm xm Pi xi

i 1

Введём понятие отклонения результатов

отдельных измерений от среднего значения

< x > , т.е. xi

 

xi x , где i = 1,2,…,N

Дисперсия есть среднее арифметическое

 

 

квадратов отклонений наблюдаемых

 

 

значений (x1, x2,...,xm) случайной величины

 

 

от их среднего значения:

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

2 (xi x)

2

 

 

2

 

(x x)

2

(x

 

x)

2

... (x

 

x)

 

 

 

 

 

2

 

N

 

 

i 1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

Среднее квадратичное отклонение:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(xi x)2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xср.кв.

i 1

 

 

 

 

 

(xi x)2

 

 

 

 

 

 

1)

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N(N

 

 

 

i 1

 

 

 

 

 

 

Распространим полученные результаты на случай когда характеризующая систему ве- личина x может принимать непрерывный ряд значений от 0 до ∞ . В этом случае го- ворят, что величина x имеет сплошной (или непрерывный) спектр значений (в предыду- щем случае спектр значений был дискретным). Возьмём очень малую величину а ( скажем,

а = 10‾¹º ) и получим ∆no измерений, при которых 0< x < a , ∆n1, при которых а< x < 2a, …, ∆nx , при которых результат измерений находится в интервале от x до x + а и т.д.