玻耳茲曼統計

玻耳茲曼統計

玻耳茲曼統計是全同粒子的經典統計法。又稱麥克斯韋-玻耳茲曼統計或經典統計。

玻耳茲曼統計

正文

全同粒子的經典統計法。又稱麥克斯韋-玻耳茲曼統計或經典統計。考慮由同一種分子組成的氣體。把每個分子看成近獨立的子系統,它可能有Ki個能量為εi的狀態。設有Ni個分子處於這組狀態中。經典統計中對於狀態的占有方式沒有限制,而且每個分子都是可以識別的。把Ni個分子放到Ki個狀態中的方式共有

玻耳茲曼統計

種,於是氣體的

玻耳茲曼統計

在保證氣體中總分子數玻耳茲曼統計和總能量玻耳茲曼統計一定的前提下,要求熵達到最大值,即可求得狀態i的平均占有率或分布函式ni=Ni/Ki。為此應引入拉氏未定乘子α 和ß,求解

玻耳茲曼統計,

結果是(計算中使用斯特令近似公式ln Ni=N ln N-N)

ni=exp(α+ßεi)。

可以證明α=µ/T,ß=-1/T,µ是化學勢,T是開爾文溫度,這就是玻耳茲曼分布。它還可以從吉布斯正則分布,或作為量子統計法的極限得到(見統計物理學)。

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