Статистикалық физика және термодинамика. Молекулакинетикалық теория. Статистикалық таралулар

«Ғ. Даукеев атындағы АЭжБУ» КеАҚ

Математика және матемаикалық үлгілеу кафедрасы

ФИЗИКА. МЕХАНИКА

№ 1- Студенттің өзіндік жұмысы

Статистикалық физика және термодинамика. Молекулакинетикалық теория. Статистикалық таралулар.

Орындаған: ВТПО ук-21-1 тобының студенті

Орындаған: Жолдасбай Есбол

Тексерген: Рабига Сыздыкова.

Алматы 2021

Жұмыс мақсаты: Статистикалық физика және термодинамиканы,

молекула-кинетикалық теорияны, статистикалық таралуларды оқу

2.1 Тапсырма:

2.1.1 Статистикалық физика және термодинамика.

2.1.2 Молекула-кинетикалық теория.

2.1.3 Статистикалық таралулар

2.1.4 Тапсырмалардан бір реферат және презентация дайындау (топ

бойынша жұмыс), СОӨЖ орындауын бақылау.

2.2 Бақылау сұрақтары

2.1.1 Статистикалық физика және термодинамиканың зерттеу әдістері

2.1.2 Молекула-кинетикалық теория нені зерттейді?

2.1.3 Статистикалық таралулар деген не?

2.1.1 Статистикалық физика және термодинамика.

Статистикалық физика – теориялық физиканың макроскопиялық денелердің қасиеттерін, оларды құрайтын атомдар мен молекулалардың құрылысы тұрғысынан зерттейтін саласы. Өте көп бөлшектерден тұратын жүйені зерттеу үшін ықтималдықтар теориясына негізделген арнайы статистик. тәсілдер пайдаланылады. Бұл тәсілдер денені құраушы бөлшектерді сипаттайтын классикалық механика не кванттық механика теңдеулеріне негізделеді. Осыған сәйкес статистикалық физика классикалық және кванттық статистикалық физика болып бөлінеді. Классикалық статистикалық физика негізін 19 ғасырдың 2-жартысында неміс физигі Р.Клаузиус (1822 – 1888) (идеал газ күйінің теңдеуі, т.б.), ағылшын физигі Дж.Максвелл (1831 – 1879) (газ молекулаларының жылдамдықтары бойынша үлестірілу заңы, т.б.), австриялық Л.Больцман (1844 – 1906) (сыртқы күштер әсер ететін газ молекулаларының жылдамдық және координаттар бойынша үлестірілу заңы, энтропия ұғымы, т.б.) қалады. Кинетикалық теорияның қарапайым ұғымдарының орнына статистикалық физиканың жүйені сипаттау үшін жалпылама координаттар мен импульстарға негізделіп жетілдірілген теориясын 19 ғасырдың соңында америкалық физик Дж. У. Гиббс (1839 – 1903) ұсынды. Бұл теорияны тек газдар үшін емес, барлық денелер үшін де қолдануға болады. Осының негізінде көптеген заңдар мен жаңалықтар (мысалы, фазалар ережесі, термодинамиканың бастамалары, сұйықтар мен ерітінділер теориясы, электрлік және магниттік құбылыстар, диэлектрлік өтімділік пен ферромагнетизмнің температураға тәуелділігі, т.б.) ашылды. Бұл салада француз физигі П.Кюри (1859 – 1906), кеңестік ғалымдар Я.И. Френкель мен Л.Д. Ландау (1908 – 1968), т.б. зор еңбек сіңірді. Кванттық статистикалық физиканың негізі 20 ғ-дың 30-жылдары қаланды. Спині Планк тұрақтысының жартысына тең бөлшектерден тұратын жүйе Ферми-Дирак статистикасында зерттеледі. Кванттық статистикалық физика теңдеулерін тепе-теңдік күйде өтпейтін құбылыстарды зерттеу үшін де пайдалануға болады.

СТАТИСТИКАЛЫҚ ФИЗИКА, статистикалық (ықтималдық) көріністер негізінде физикалық қасиеттері сипатталатын физиканың бір саласы. сыртқы ортамен термиялық байланыста болатын кез келген сипаттағы объектілер (мысалы, T0 тұрақты температурасы бар термостат). Жалпы жағдайда, S. f. тепе-теңдік емес (оның толық теориясы әлі қол жетімді емес), алайда объект пен термостат арасындағы жылулық (термодинамикалық) тепе-теңдік жағдайында егжей-тегжейлі және ақырында дамыған тепе-теңдік статистикасы бар. физика.

Статистикалық физикадағы математикалық әдістер

Статистикалық физикада қолданылатын математикалық әдістер өте алуан түрлі. Бұл кванттық механика мен кванттық өріс теориясының әдістері, сызықты емес теңдеулер теориясы, стохастикалық дифференциалдық теңдеулер теориясы, сонымен қатар математикалық физиканың әртүрлі әдістері. Өте қуатты компьютерлерді қажет ететін сандық әдістер статистикалық физикада маңызды орын алады. Оларға Монте-Карло әдісі мен молекулалық динамика әдісі жатады, олар нақты процестер мен құбылыстарды имитациялауға және басқа әдістерде жоқ ақпаратты алуға мүмкіндік береді.