Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Статистична фізика



План:


Введення


Статистична фізика - це розділ теоретичної фізики, присвячений вивченню систем з довільним (часто - нескінченним або незліченною) числом ступенів свободи. Досліджувані системи можуть бути як класичними, так і квантовими.

Пророцтва статистичної фізики і термодинаміки носять імовірнісний характер. У цьому проявляється специфіка статистичних закономірностей, властивих саме макроскопічними тіл. Імовірнісний характер пророкувань дозволяє зблизити класичний розгляд з квантовим, в якому ймовірність лежить в природі речей. У результаті багато висновків і затвердження класичної та квантових статистик легко переводяться простими правилами відповідності з класичної мови на квантовий і навпаки. У цьому сенсі вони виявляються єдиними для обох статистик. [1]. Тобто вже класична статистична фізика за своєму апарату еквівалентна квантової теорії.

Зазвичай при дослідженні таких систем нас не цікавить майже випадкове поводження кожної конкретної частки. Виняток становить, наприклад, методи класичної молекулярної динаміки. Статистична фізика описує, як з рухів частинок системи складається усереднена еволюція системи в цілому.

Статистичну фізику підрозділяють на рівноважну і нерівноважну. Рівноважна статистична фізика і термодинаміка вивчають властивості систем знаходяться в стані термодинамічної рівноваги. Нерівноважна статистична механіка та фізична кінетика вивчають як саме система приходить у стан локальної рівноваги.

Методи статистичної фізики можуть застосовуватися не тільки до атомам і молекулам, а й до багатьох інших систем. Відповідний підрозділ статистичної фізики можна назвати фізикою складних систем.


1. Основні поняття


2. Статистична фізика і термодинаміка

Статистична фізика дає висновок термодинаміки багатьох реальних систем: ідеальних газів, реальних газів, квантових газів, простих конденсованих середовищ (наприклад, ідеальних кристалів, спінових ланцюжків). Зокрема, вона дає явні співвідношення для використовуваних в термодинаміці ентропії, термодинамічної роботи, внутрішньої енергії і пояснює закон неубиванія ентропії.


3. Математичні методи в статистичній фізиці

Математичні методи, які застосовуються в статистичній фізиці дуже різноманітні. Це методи квантової механіки і квантової теорії поля, теорія нелінійних рівнянь, теорія стохастичних диференціальних рівнянь, а також різні методи математичної фізики. Важливу роль в статистичної фізики грають чисельні методи, що вимагають дуже потужних обчислювальних машин. До них відносяться метод Монте-Карло і метод молекулярної динаміки, які дозволяють моделювати реальні процеси і явища і отримувати інформацію, недоступну іншим методам.



4. Учені й університети

Значний внесок у різний час у розвиток статистичної фізики внесли Джеймс Кларк Максвелл, Альберт Ейнштейн, Енріко Фермі, Річард Фейнман, Л. Д. Ландау, В. А. Фок, Вернер Гейзенберг, М. М. Боголюбов та інші. Статистичною фізикою зайнялися у відомому ядерному центрі в Лос-Аламосі, в Прінстоні за допомогою Пентагону був організований дуже великий відділ для дослідження турбулентності, відомий європейський центр - Голландський інститут атомної та молекулярної фізики останнім часом майже цілком зайнятий статистичною фізикою. Роботи в цій області ведуться також у саклі (Париж), Інституті Макса Планка та інших наукових центрах.


5. Досягнення

Такі напружені дослідження не могли не дати відповідних результатів. Статистична фізика дозволила пояснити і кількісно описати надпровідність, надплинність, турбулентність, колективні явища в твердих тілах і плазмі, структурні особливості рідин. Вона лежить в основі сучасної астрофізики. Саме статистична фізика дозволила створити таку інтенсивно розвивається науку як фізика рідких кристалів і побудувати теорію фазових переходів і критичних явищ. Багато експериментальні методи дослідження речовини цілком базуються на статистичному описі системи. До них належать, насамперед, розсіяння холодних нейтронів, рентгенівських променів, видимого світла, кореляційна спектроскопія і т. д.

Багато видатних фізики були удостоєні Нобелівської премії за роботи в галузі статистичної фізики. Зокрема, в 2000-ті роки було вручено 2 премії за дослідження в галузі статистичної фізики: у 2001 році "За досягнення у вивченні процесів конденсації Бозе-Ейнштейна в середовищі розріджених газів і за початкові фундаментальні дослідження характеристик конденсатів "були відзначені Ерік Корнелл, Вольфганг Кеттерле, Карл Віман, а також у 2003 році "За створення теорії надпровідності другого роду та теорії надтекучості рідкого гелію-3 "були відзначені Ентоні Леггет і російські фізики Олексій Олексійович Абрикосов і Віталій Лазаревич Гінзбург.


6. Класичні роботи


Література


Примітки

  1. Куні Ф. М. Термодинаміка і статистична фізика - М.: Наука, 1981, с. 6.

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Функція розподілу (статистична фізика)
Статистична механіка
Статистична сума
Статистична значимість
Статистична служба Канади
Статистична теорія поля
Відкрита система (статистична механіка)
Фізика
Фізика
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru