Оглавление
Статистическая физика 3
Динамический подход и его бесперспективность 3
Статистический метод описания коллектива частиц 3
Макро- и микросостояния 5
Энтропия и ее статистический смысл 5
Термодинамический способ описания коллектива частиц 6
Внутренняя энергия системы 6
Полная статистическая функция распределения 7
Вырожденные и невырожденные коллективы частиц 9
Функция распределения Максвелла-Больцмана 10
Функция распределения Максвелла по абсолютным значениям скоростей 11
Зависимость распределения Максвелла от температуры 11
Формула Максвелла в приведенном виде 12
Экспериментальная проверка распределения Максвелла. Опыт Штерна 12
Средняя энергия молекул идеального газа 13
Основное уравнение МКТ 13
Средняя энергия молекул и МК смысл абсолютной температуры 14
Закон равномерного распределения энергии молекул по степеням свободы. 15
Закон равнораспределения 15
Распределение молекул в поле сил тяготения 16
Распределение Больцмана 16
Опыт Перрена по определению числа Авогадро 16
Квантовые статистики 17
Функция Ферми-Дирака 18
Первое начало термодинамики: 19
Уравнение Менделеева – Клапейрона 19
Работа газа при изменении его объема 19
Теплоемкость. 20
Применение первого начала термодинамики к изопроцессам. Изопроцессы. 21
Адиабатический процесс. 22
Круговые процессы 23
Второе начало термодинамики 25
Тепловой двигатель 25
Цикл Карно 25
Энтропия 26
Явление переноса 27
Фазовые переходы 30
Фазовые переходы 31
Квантовая механика 33
Опыт Резерфорда. Ядерная модель атома 33
Теория Бора для водородоподобных систем 34
Первый постулат Бора: 34
Второй постулат Бора: 34
Обобщенная сериальная формула Бальмера 34
Волна Де Бройля 34
Гипотеза Де Бройля 34
Принцип неопределенности Гейзенберга 35
Уравнение Шредингера 35
Описание движения свободной частицы 36
Частица в бесконечно глубокой одномерной потенциальной яме 36
Уровни энергии частицы в потенциальной яме 37
Потенциальный барьер 39
Гармонический осциллятор 39
Решение уравнения Шредингера для водородоподобного атома 40
Энергия ионизации атома водорода 40
Спин электрона 42
Распределение электрона в атоме 42
Статистическая физика Динамический подход и его бесперспективность
Реальное
вещество состоит из большого числа
частиц – молекул. Например в 12 граммах
изотопа углерода содержится
молекул
Можно было бы написать для каждой молекулы уравнение движения:
(2 закон Ньютона)
На самом деле получилось Nуравнений (т.к.x,y,z)
Их решить совместно практически невозможно.
Статистический метод описания коллектива частиц
Чем больше членов коллектива, тем точнее статистические предсказания
Для
системы из Nчастиц
относительного отклонения наблюдаемой
статистической величины (М)от ее среднего
значения (
обратно пропорционально
.
То есть
Отклонения
от среднего значения называются
Флуктуациями(
Среднее
арифметическое величины
Поэтому
в качестве меры флуктуации берут среднюю
квадратичную флуктуацию
Среднее
значение измеряемой величины Х равно
Ni– число измерений, которые дали результатыxi
-
общее число измерений
Величина Ni/N– относительная частота появления результатаxi
В
случае, когда Nвелико,
Pi– вероятность появления результата хi
Cледуя правилам статистического усреднения имеем:
