Статистическа механика: Разлика между версии

{{статистическа механика}}
'''Статистическата механика''', също понякога наричана и '''статистическа физика''', е приложението на математическата [[теория на вероятностите]] към [[Класическа механика|класическата]] и [[Квантова механика|квантовата механика]].

Статистическата механика описва взаимодействията между голям брой частици (най-често от порядъка на [[Число на Авогадро|числото на Авогадро]]) и свърза свойствата на елементарните частици с тези на макроскопичните обекти и свойства на материалите, както се наблюдават във всекидневния живот. Познатата ни [[термодинамика]] намира своята обосновка в рамките на статистическата физика. Главното предимство на статистическата механика пред термодинамиката е способността на статистическата механика да обясни свойствата на веществата на базата на теорията за взаимодействията между съставляващите ги частици.

: ''Дадена изолирана система в [[Термодинамично равновесие|равновесие]] може да бъде намерена във всяко едно от възможитевъзможните си [[микросъстояние|микросъстояния]] с еднаква вероятност ''

Т.е. когато дадена изолирана система се намира в равновесие, тя може да е във всяко едно от възможните за нея микросъстояния, като няма физическа причина, която да привилегирова дадено микросъстояние, т.е. ако означим общия брой възможни микросъстояния с ''Ω'', вероятността системата да е в кое да е от тях е ''ρ=1/Ω''.

Като следствие от този принцип може да се посочи, че термодинамичното (макро-) състояние на системата е това, което е резултат от най-голям брой микросъстояния.

Микроканоничното множество се отнася за затворена система, за каквато важи и [[Втори принцип на термодинамиката|втория принцип на термодинамиката]]. Ентропията на такава система може само да нараства, а когато ентропията е в максимум, термодинамичната система е в равновесие. Енергията на затворена система е константа - — E, а за системата са достъпни само тези микросъстояния, в които енергията на системата би била равна на E. Нека обозначим с Ω(E) тези микросъстояния, които са достъпни за система с енергия E. Тогава ентропията на системата се изразява с:

Самото използване на температурата <math> T \ </math> като физична величина е възможно само при термично равновесие на разгрежданатаразглежданата система с околната среда. Сборът от вероятностите на отделните микросъстояния трябва да дава 1 (условие за нормировка), което определя стойността на [[Статистическа сума|статистическата сума]] в знаменателя:

: <math>Z = \sum_j^{j_{max}} e^{-\beta E_j}</math>

където <math>E_i \ </math> е енергията на <math>i \ </math>тото микросъстояние на системата. Статистическата сума е мярка за позволените за дадена система микросъстояния при дадена температура.

* {{cite book | author=Huang, Kerson | title=Statistical Mechanics | publisher=Wiley, John & Sons, Inc | year=1990 | id=ISBN 0-471-81518-7 begin_of_the_skype_highlighting              0-471-81518-7      end_of_the_skype_highlighting}}