Giáo trình Vật lý thống kê: Phần 1 - TS. Nguyễn Bá Đức

Giáo trình Vật lý thống kê: Phần 1 cung cấp cho người đọc những kiến thức như: trạng thái nhiệt động quá trình thay đổi trạng thái; định lý Liouville, ma trận mật độ, phương trình chuyển động của ma trận mật độ; trọng số thống kê-entropi-nhiệt độ; vật lý thống kê và nhiệt động học. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Vật lý thống kê: Phần 1 - TS. Nguyễn Bá Đức TS. NGUYỄN BÁ ĐỨC GIÁO TRÌNH VẬT LÝ THỐNG KÊ Đ IH C Ấ G ĨÊN Ậ Ọ TH IN U n r a t ìĩÂ H H ọ c iiiu — , i NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC THẢI NGUYÊN NĂM 2012 Mã số: __02 - ĐHTN - TS. Nguyen Bớ Đức 1 LỜI NÓI ĐẦƯ Giáo trình Vật lý thốns kẽ được biên soạn theo chươns trình dành cho sinh viên và học viên cao học chuvên naành Vật lý lý thuyết cùa các trường đại học. Giáo trình cũna là tài liệu tham khảo bổ ích cho đội nsũ aiáo viên của các trườn2 cao đảns và truns học phò thòns. Nội dune ciáo trình trình bày nhữns cơ sờ của vật lý thòns kè cổ điển và thòns kẽ lượri2 từ đồns thời áp dụns để nshièn cứu tính chất của các hệ thực, hiện tượns neưns tụ Bose và sự suy biên cùa khí Fecmi... Tài liệu cũna xét đến lý thuyết các quá trình càn bằna và khõna càn bàns của hệ nhiều hạt. Tác 2Ĩã xin chăn thành càm O GS. TSKH Nsuvễn Vãn Hùns đã fn đọc và sóp ý sửa chữa, bo suns cho tài liệu hoàn chinh: cảm ơn GS. TS Nguyễn Quana Báu. GS. TS Vũ Hùng vì trons quá trình biên soạn tài liệu, tác sià đã được tham khào và sừ dụna một sò nội duns trons tài liệu, siáo trình do cdc aiáo sư chủ biên. Lán đầu tiên siáo trình được xuất bàn. chắc chán khòns tránh khỏi khiếm khuyết. Tác eĩả rất mons nhận được nhữne V kiến đóng góp của các đồns nshiệp và độc siả để sĩáo trình được hoàn thiện hon trone lần tái bản sau. Xin chân thành căm ơn! Titxẽii Ouiino. Hãm 2012 TÁC GIÀ MỤC LỤC TRẠNG THÁI NHIỆT ĐỘNG QUA TRÌNH THAY Đ ổ i TRẠNG THÁI 8 1.1 Trạng thái nhiệt độns và phươns pháp thống kê . . . 8 1.1.1 Trạng thái vi mô. trạns thái vĩ mô ................. 8 1.1.2 Nghiên cứu hệ vĩ mô bằng phương pháp thống k ê .............................................................................. 12 1.2 Các đặc điểm của trạng thái cân bằng nhiệt độna . . 14 1.2.1 Trạng thái cân bằng nhiệt độns và thời sian . 14 1.2.2 Trạng thái cân bằng nhiệt động và trạng thái ban đầu cùa hệ vĩ m ô ......................................... 15 1.2.3 Mức độ ngẫu nhiên của ưạna thái cân bằns nhiệt động ............. ............................................... 15 1.3 Tưcms tác giữa các hệ vĩ mô và quá trình thav đổi trạns t h á i ............................................................................. 17 1.3.1 Tươno tác n h iệ t......................................................... 17 1.3.2 Tương tác cơ học. c ô n g ........................................ 18 ~ ) TS. Nguyễn Bá Đức 3 1.3.3 Tương tác thông qua trao đổi vật c h ấ t..... 19 2 ĐỊNH LÝ LIOUVILLE. MA TRẬN MẬT ĐỘ. PHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA MA TRẬN MẬT ĐỘ 22 2.1 Định lý L io u v ille ..............................■............................... 22 2.1.1 Hàm phân bố xác s u ấ t ....................................... 22 2.1.2 Định lý L iouville................................................ 24 2.1.3 Hệ q u ả ................................................................. 27 2.1.4 Vai trò của năng lư ợ n g ....................................... 27 2.2 Ma trận mật đ ộ .................................................................. 29 2.2.1 Ma trận mật đ ộ ............................................... ...... 29 2.2.2 Các tính chất của ma trận mật đ ộ ...................... 30 2.3 Phương trình chuyển độns của ma trận mật độ . . . . 32 2.3.1 Phương trình chuyển động của ma trận mật độ 32 2.3.2 Hệ q u ả ................................................................. 33 2.3.3 So sánh khái niệm thống kê cổ điển và thống kê lượng t ừ ............................................................ 35 3 TRỌNG SỐ THỐNG KÊ - ENTROPI - NHIỆT ĐỘ 37 3.1 Trọng sô' thống kê của trạng thái vĩ m ô ...................... 37 3.1.1 Trọng số thống k ê .............................................. 37 3.1.2 Liên hệ giữa nãng lượng và trọng sô'thống kê 39 3.2 Entropi .............................................................................. 44 3.2.1 E n t r o p i.................................................................. 44 3.2.2 Các tính chất của entropi ................................. 44 ...