Cтраница 3
Статистическая физика дает возможность обосновать законы термодинамики, уточняет их, очерчивает пределы их применимости. [31]
Статистическая физика может делать только вероятностные предсказания. На основе сведений о свойствах микросистем, на основе моделей, описывающих эти свойства, статистика предсказывает вероятности распределений микросистем по состояниям. А эти распределения, в свою очередь, определяют состояние системы, и таким образом, выводы статистики сводятся к предсказанию вероятностей того или иного состояния системы. [32]
Статистическая физика и термодинамика интенсивно развиваются и в наши дни. Имеется значительный прогресс как в разработке основ этих наук, так и в разнообразных приложениях, которые охватывают все более широкий круг проблем. Получают решение задачи, которые много лет интересовали физиков и которые имеют большое теоретическое и практическое значение. [33]
Статистическая физика рассматривает только такие виды движения внутри системы, которые имеют неупорядоченный, хаотический характер. В зависимости от интенсивности движения и взаимодействия между частицами в тепловое движение вовлекается вещество на разных структурных уровнях. [34]
Статистическая физика позволяет определить область применимости законов термодинамики. [35]
Статистическая физика приводит к выводу, что в системе обязательно происходят самопроизвольные отклонения от равновесного состояния. При этом значения давления, плотности и других величин хаотически колеблются около некоторых средних или, как их еще называют, равновесных значений. [36]
Статистическая физика перешла в пространства 6 и ( W измерений, подразделенные на конечные квантовые ячейки. [37]
Статистическая физика не является только обоснованием термодинамики. Прежде всего, статистика указывает путь вычисления термодинамических величин по микроскопическому строению тел. Кроме того, статистика позволяет предвычислить, насколько истинные величины отклоняются от своих средних значений. [38]
Статистическая физика показывает путь, следуя по которому можно вычислить свойства тел, состоящих из данного количества частиц. Конечно, не следует думать, что эти методы расчета всемогущи. Если характер движения атомов в теле очень сложен, как это имеет место в жидкостях, то реальное вычисление становится практически неосуществимым. [39]
Статистическая физика установила замечательный закон равнораспределения энергии: в тепловом равновесии на каждую степень свободы приходится одинаковая энергия. Так, на каждое возможное независимое электромагнитное колебание в тепловом равновесии внутри черного ящика приходится энергия, равная kT, где Т - абсолютная температура стенок, a k - постоянная Больцмаиа. [40]
Статистическая физика, к изложению основ которой мы переходим, занимается изучением систем, состоящих из большого ( порядка числа Авогадро, то есть 1023) числа частиц. Поэтому статистическая физика использует другие пути и методы для решения стоящих перед ней задач. Еще в XVIII веке возник новый отдел математики - теория вероятностей, занимавшийся изучением законов, которым подчиняются так называемые случайные события. Поскольку понятие вероятности играет основную роль в статистической физике, остановимся на нем. Теория вероятностей в начале своего развития много занималась вопросами игр, например бросания кубика, на 6 гранях которого стоят разные цифры. В идеальном случае, когда кубик имеет действительно точную геометрическую форму куба и он бросается при помощи какого-либо точно работающего механизма на идеально плоскую поверхность, расположенную совершенно горизонтально, задача об его падении может быть точно сформулирована и решена. [41]
Статистическая физика связывает эту необратимость с переходом системы от менее вероятного к более вероятному распределению элементов, образующих систему. В качестве примера можно рассмотреть процесс смещения двух газов, разделенных вначале в некотором сосуде перегородкой, после того как перегородка будет удалена. Другим примером может служить выравнивание температур нескольких соприкасающихся тел, имевших вначале различные температуры. Установлена количественная мера, позволяющая судить о степени необратимости того или иного процесса. [42]
Статистическая физика излагается в этом курсе на основе метода Гиббса, который рассматривается как единственная логически последовательная основа статистической теории. При этом некоторые выводы оказываются несколько более громоздкими, чем при использовании других, применяемых статистической физикой методов. Однако то единство подхода к классическим и квантовым, равновесным и кинетическим задачам, которое дают исходные положения метода Гиббса, представляет неоспоримое преимущество. Поэтому в данном курсе мы избегаем пользоваться другими методами, которые с позиций метода Гиббса представляются лишь упрощенными, приближенными методами, явно или неявно содержащими дополнительные упрощающие предположения. [43]
Статистическая физика делится на теорию равновесных состояний и теорию неравновесных процессов. Соответственно, в первом случае теория оперирует с вероятностями и средними, не зависящими от времени, во втором же случае - с вероятностями и средними, зависящими от времени. [44]
Статистическая физика систем, в которых тяготение играет существенную роль, имеет нетривиальные, необычные особенности. Так, в частности, возникла пресловутая проблема тепловой смерти Вселенной и, как следствие неправильных предпосылок - флук-туационная теория) нарушения термодинамики в космологическом масштабе. [45]