ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Статистические закономерности Распределения, наиболее вероятное распределение из "Термодинамика, статическая физика и кинетика Изд.2 " Как уже упоминалось во введении, основная задача статистической физики может быть сформулирована следующим образом зная законы, управляющие движением отдельных частиц системы, установить законы поведения макроскопических масс вещества. Поэтому статистическая физика представляет собой теоретическое обоснование законов термодинамики с точки зрения атомно-молекулярных представлений. [c.164] Однако содержание статистической физики не исчерпывается этим. Термодинамические методы не позволяют установить вид уравнения состояния термодинамической системы, необходимый для того, чтобы наполнить уравнения термодинамики конкретным физическим содержанием, точнее для нахождения любой термодинамической функции. В противоположность термодинамике, статистический метод позволяет в принципе найти уравнение состояния любой термодинамической системы. Однако из-за трудностей, главным образом математического характера, эта задача для ряда реальных систем до сих пор полностью не разрешена. [c.164] Для того чтобы понять существо статистических методов, рассмотрим в качестве простейшего примера газ, состоящий из весьма большого числа N молекул. Мы сознательно будем в этом и следующем параграфе пользоваться для описания состояния газа классической механикой Ньютона и только в дальнейшем перейдем к элементам квантовомеханического описания. Цель, которую мы этим преследуем, станет более ясной в дальнейшем (см. 52) мы хотим показать, что многие идеи волновой механики имеют глубокие корни еще в классической статистической физике, и, в частности, квантовомеханическая постоянная И — постоянная Планка — могла появиться в физике еще до работ Планка и Эйнштейна в результате разработки аппарата статистического описания идеальных газов. [c.164] Для того чтобы проинтегрировать эту систему, надо, во-первых, знать силу взаимодействия между молекулами или потенциал взаимодействия как функцию расстояния между ними — задача, далеко не полностью решенная в атомной физике, и, во-вторых, иметь 6М начальных условий — начальные координаты х/, у,-, г,- и проекции начальной скорости Vxi,Vyi,V2i для каждой молекулы. Однако даже в том, заведомо нереальном случае, если бы мы обладали этой исходной информацией, интегрирование системы (32.1) и отыскание траектории и закона движения для каждой молекулы оказались бы практически невыполнимым делом ввиду огромного числа уравнений (напомним, что при нормальных условиях в 1 м газа содержится 2,7-10 молекул). Заметим, что процедура интегрирования системы (32.1), даже если бы она и была возможной, оказалась бы напрасной тратой времени, так как знание траекторий и закона движения отдельных молекул не дает нам никакой информации относительно свойств газа в целом. Здесь, однако, выступает на сцену новое обстоятельство в системе, состоящей из большого числа частиц, возникают новые, чисто статистические, или вероятностные, закономерности, которых не было в системе с малым числом частиц. [c.165] Функцию (/) мы будем называть функцией распределения молекул по энергиям или для краткоети распределением по энергиям. Откладывая значения (/) на оеи ординат, получим еиетему прямоугольников, изображенную на рие. 50. [c.166] Зададимся теперь вопросом, какой информацией о молекулах газа надо обладать, чтобы найти, например, среднюю энергию молекулы. Очевидно, эта информация как раз и должна заключаться в знании распределения молекул по энергиям. [c.168] Вернуться к основной статье