Статыстыка Больцмана

З пляцоўкі testwiki
Перайсці да навігацыі Перайсці да пошуку

Статы́стыка Бо́льцмана — раздзел статыстычнай фізікі, які вывучае ўласцівасці сістэм неўзаемадзейных часціц (электронаў, атамаў, малекул), што рухаюцца паводле законаў класічнай механікі.

Распрацавана ў 2-й палавіне 19 ст. Дж. К. Максвелам і Л. Больцманам.

Ва ўмовах цеплавой раўнавагі стан ідэальнага газу апісваецца функцыяй размеркавання

f=Cexp(EkT),

дзе Шаблон:Math — нарміровачная канстанта, Шаблон:Math — поўная механічная энергія (сума кінетычнай і патэнцыяльнай энергій часціцы), Шаблон:Math — пастаянная Больцмана, Шаблон:Math — абсалютная тэмпература. Функцыя Шаблон:Math называецца размеркаваннем Максвела—Больцмана, з якога вынікае закон раўнамернага размеркавання кінетычнай энергіі па ступенях свабоды малекул: на кожную ступень свабоды прыпадае ў сярэднім энергія Шаблон:Math.

Статыстыкай Больцмана карыстаюцца ў тых выпадках, калі квантавыя эфекты ў руху часціц можна не ўлічваць. Крытэрый яе дастасавальнасці

(2πmkT)3/2nh3>1,

дзе Шаблон:Math — маса часціцы, Шаблон:Math — канцэнтрацыя часціц, Шаблон:Math — пастаянная Планка.

Гэты крытэрый практычна выконваецца для малекул звычайных газаў і электронаў праводнасці ў паўправадніках. Для мікрачасціц статыстыка Больцмана недакладная і замяняецца статыстыкай Бозе—Эйнштэйна або Фермі—Дзірака (гл. квантавая статыстыка).

Статыстыкай Больцмана шырока карыстаюцца ў кінетычнай тэорыі газаў, фізіцы паўправаднікоў, фізіцы плазмы, тэорыі электрычных і магнітных з'яў у рэчыве і іншых галінах фізікі.

Літаратура

Шаблон:Бібліяінфармацыя