Statisztikai súly

A statisztikai súly  olyan fizikai mennyiség, amely a kvantummechanikában és a kvantumstatisztikában meghatározza egy rendszer azonos energiájú különböző kvantumállapotainak számát (szinonimája: energiaszint- degenerációs tényező ). A statisztikus fizikában és termodinamikában a statisztikai súly azon módok (egy rendszer mikroállapotai) száma, amelyekkel egy statisztikai rendszer adott makroszkopikus állapota megvalósítható. A statisztikai súlyt általában Γ, g , w , W vagy Ω szimbólumokkal jelöljük .

A fenti definíció szerint a statisztikai súly olyan dimenzió nélküli egész szám, amely nagyobb vagy egyenlő, mint egy, . Néha a statisztikai súlyt termodinamikai valószínűségnek nevezik , bár meg kell jegyezni, hogy a valószínűséget általában 0 és 1 közötti valós számként határozzák meg.

Ha folytonos energiaspektrumú kvantumrendszereket veszünk figyelembe, a statisztikai súly alatt általában a kvantumállapotok számát értjük egy bizonyos energiaintervallumon belül. Ebben a meghatározásban a statisztikai súlynak a reciprok energia dimenziója van.

A szemiklasszikus közelítésben a statisztikai súly mértéke a rendszer fázistérfogata egy bizonyos energiaintervallumra vetítve. Ha a rendszernek n szabadságfoka van , akkor a fázistérfogatot és a hozzá tartozó statisztikai súlyt h n egységekben fejezzük ki , ahol h Planck  - állandó .

A rendszer S entrópiája és statisztikai súlya a Boltzmann-relációval függ össze : S = k ln w (itt k  a Boltzmann-állandó ).

A fázistérfogaton vagy a mikroállapotok számán keresztül meghatározott statisztikai súly egy multiplikatív fizikai mennyiség: ha egy rendszer két, egymásra nem ható alrendszerből áll w 1 és w 2 statisztikai súllyal, akkor a rendszer teljes statisztikai súlya W. = w 1 w 2 .

Lásd még

Irodalom