微观态的经典力学插述 上述相空间表示个别粒子的运动状态,但宏观体系 是由大量粒子组成的,只有当所有粒子的运动状态都确 定后,才能确定体系的一个微观态。因此,必须引入描 述整个体系全部粒子运动状态的概念空间与上述描述单 粒子的相空间相区别。前者称为厂空间,后者成为空 对作S维运动的N个粒子,其F空间是2SN维的, 此体系相空间坐标上的一个点代表体系的一个微观态, 也对应于p空间的N个点
上述相空间表示个别粒子的运动状态,但宏观体系 是由大量粒子组成的,只有当所有粒子的运动状态都确 定后,才能确定体系的一个微观态。因此,必须引入描 述整个体系全部粒子运动状态的概念空间与上述描述单 粒子的相空间相区别。前者称为G 空间,后者成为 m 空 间。 对作 S 维运动的 N 个粒子,其G 空间是 2SN 维的, 此体系相空间坐标上的一个点代表体系的一个微观态, 也对应于 m 空间的 N 个点。 微观态的经典力学描述
量子力学描述 在经典力学中粒子的动量和位置的变化都看成是连 续的,而且这两个量的测量都可达到任意精确度要求。 但量子力学认为,粒子的能量变化是不连续的,粒子具 有波粒二象性,遵循测不准关系。 由于微观粒子的运动在一般情况下不服从经典力学 定律,因此,必须采用量子力学描述,即采用波函数表 征。具体讲,即通过解粒子的薛定谔方程可得到与波函 数相对应的能量值E,如在同一能级上(相同)有不止一个 波函数,则用简并度g表示其波函数的数目。简言之,量 子力学以波函数平,能级E,及简并度g来表征粒子的微 观运动状态,而体系的微观态是由组成体系的所有粒子 的量子态组合来描述
量子力学描述 在经典力学中粒子的动量和位置的变化都看成是连 续的,而且这两个量的测量都可达到任意精确度要求。 但量子力学认为,粒子的能量变化是不连续的,粒子具 有波粒二象性,遵循测不准关系。 由于微观粒子的运动在一般情况下不服从经典力学 定律,因此,必须采用量子力学描述,即采用波函数表 征。具体讲,即通过解粒子的薛定谔方程可得到与波函 数相对应的能量值e ,如在同一能级上(相同)有不止一个 波函数,则用简并度g表示其波函数的数目。简言之,量 子力学以波函数 Y ,能级e ,及简并度g来表征粒子的微 观运动状态,而体系的微观态是由组成体系的所有粒子 的量子态组合来描述
7.1.3、统计体糸的分类 从上述可见,用量子力学方法可以求解个别粒子的 套能级。然而,当体系中所含分子数目众多时,则其 能量是否发生变化? 这个问题取决于粒子间是否存在着相互作用。即在 有相互作用势能存在的情况下,是无法用一套个别分子 的能级来表示宏观体系的能级的。因此,必须根据粒子 的相互作用情况分别处理, 其次,由于气体、液体与固体的运动规则不相同, 其微观运动状态差别很大,它们的概率运算方法也不同, 因此,亦应加以区别。 考虑以上两点,可对统计体系作如下分类
7.1.3、统计体系的分类 从上述可见,用量子力学方法可以求解个别粒子的 一套能级。然而,当体系中所含分子数目众多时,则其 能量是否发生变化? 这个问题取决于粒子间是否存在着相互作用。即在 有相互作用势能存在的情况下,是无法用一套个别分子 的能级来表示宏观体系的能级的。因此,必须根据粒子 的相互作用情况分别处理。 其次,由于气体、液体与固体的运动规则不相同, 其微观运动状态差别很大,它们的概率运算方法也不同, 因此,亦应加以区别。 考虑以上两点,可对统计体系作如下分类
独立粒子体糸和相依粒子体糸 独立粒子体系( assembly of independent particles) 指粒子之间的相互作用可以忽略不计的体系, 所以独立粒子体系严格讲应称为近独立粒子体系 因为要使体系维持平衡状态,粒子间必须存在微弱 相互作用。这种体系的总能量应等于各个粒子运动 动能之和,(总相互作用势能V=0): U=n,G,+n,E2+ 本章主要讨论独立子体系
1 1 2 2 i i i U n n n = + + = e e e 指粒子之间的相互作用可以忽略不计的体系, 所以独立粒子体系严格讲应称为近独立粒子体系。 因为要使体系维持平衡状态,粒子间必须存在微弱 相互作用。这种体系的总能量应等于各个粒子运动 动能之和,(总相互作用势能V=0): 独立粒子体系(assembly of independent particles) 本章主要讨论独立子体系。 独立粒子体系和相依粒子体系
相依粒子体糸( assembly of interacting particles) 相依粒子体系( assembly of interacting particles) 相依粒子体系又称为非独立粒子体系,体 系中粒子之间的相互作用不能忽略,显然体系 的总能量除了包括各个粒子的能量之和外,还 包括粒子之间的相互作用的势能,即: U=∑n+U(势能)
相依粒子体系(assembly of interacting particles) i i i U n U = + e (势能) 相依粒子体系又称为非独立粒子体系,体 系中粒子之间的相互作用不能忽略,显然体系 的总能量除了包括各个粒子的能量之和外,还 包括粒子之间的相互作用的势能,即: 相依粒子体系(assembly of interacting particles)