Распределение Гиббса в малом каноническом ансамбле . <...> Распределение Гиббса в большом каноническом ансамбле . <...> Существование термодинамического потенциала в большом ансамбле I . <...> Существование термодинамического потенциала в большом ансамбле II . <...> Существование термодинамического потенциала в малом ансамбле . <...> Связь между квантовой и классической статфизикой . <...> Статистическая физика до настоящего времени является наукой более чем на 90% эвристической. <...> Я считаю, что в настоящее время статистическая физика еще не нашла своего адекватного математического языка. <...> Координаты в фазовом пространстве принято обозначать через p =(p1, ., pn) (обобщенные импульсы) и q =(q1, ., qn) (обобщенные координаты). <...> Эволюция системы со временем определяется дифференциальными уравнениями dp dt = −∂H dq dt = ∂H ∂p . <...> Таким образом, каждая траектория системы лежит на некоторой поверхности постоянной энергии H(p, q)= E. <...> Это равенство означает сохранение объема при отображении (5): dp dq = dp0 dq0,dp dq = dpi dqi. <...> Рассмотрим систему уравнений dxi dt = fi(x1, ., xn)(функции fi не зависят от t). <...> Обозначим через SE поверхность постоянной энергии H(p, q)= E,через ξ точку на SE ичерез ξ(t, ξ0) — траекторию, проходящую через точку ξ0. <...> Мера dξ на поверхности SE называется инвариантной, если при любой суммируемой функции f(ξ) илюбом t суммируема по ξ0 функция f(ξ(t, ξ0)) и f(ξ(t, ξ0)) dξ0 = f(ξ) dξ. <...> Еслив каждом uα мера имеет вид Предположим, что поверхность постоянной энергии Se является многообразием. <...> Если функция ГамильтонаH(p, q) непрерывно дифференцируема, то неособая поверхность постоянной энергии является многообразием и на ней существует инвариантная мера, абсолютно непрерывная по лебеговской. ней все частные производные ∂H ∂pi Напомним, что поверхностьH(p, q)= E называется неособой, если на не равны нулю ни в одной точке. , ∂H ∂qi То обстоятельство, что при этихусловиях поверхность SE является многообразием, следует из теоремы о неявныхфункциях. <...> (Это можно сделать ввиду того, что поверхность SE — не особая <...>
Лекции_по_статистической_физике..pdf
УДК 536
Интернет-магазин
http://shop.rcd.ru
• фи з и к а
• ма т е ма т ика
• би о л о г ия
• т е хн ика
Березин Ф. А.
Лекции по статистической физике. — Москва-Ижевск: Институт компьютерныхисследований,
2002, 192 стр.
В предлагаемом курсе излагаются основы равновесной статистической физики.
Курс состоит из двухчастей: в первой части рассматривается классическая
статистическая физика, во второй — квантовая.
Для научныхработников, аспирантов и студентов университетов.
ISBN 5-93972-193-1
c
Институт компьютерныхисследований, 2002
http://rcd.ru
Стр.2
Оглавление
От автора ... .. ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. ... 5
ЧАСТЬ I. КЛАССИЧЕСКАЯ СТАТИСТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА
7
§ 1. Сведения из классической механики . . .... ... .... . 7
РАЗДЕЛ I. Ансамбль микроскопических подсистем . ... .. ... 13
§ 2. Физические предположения. Дальнейшее обсуждение эргодической
гипотезы. Распределение Гиббса ... ... .... . 14
§ 3. Эвристический вывод распределения Гиббса . . ... .... . 19
§ 4. Полный вывод распределения Гиббса.. .... ... .... . 22
§ 5. Связь с термодинамикой . .... .... .... ... .... . 30
§ 6. Свойства энтропии . ... .... .... .... ... .... . 41
§ 7. Аналитическое дополнение к I разделу . .... ... .... . 47
РАЗДЕЛ II. Реальный газ .. .. ... .. ... .. .. ... .. ... 51
§ 8. Физические предположения ... .... .... ... .... . 51
§ 9. Распределение Гиббса в малом каноническом ансамбле . . . . 55
§ 10. Корреляционные функции в малом каноническом ансамбле . 59
§ 11. Уравнения Боголюбова .. .... .... .... ... .... . 65
§ 12. Распределение Гиббса в большом каноническом ансамбле . . 70
§ 13. Уравнения Кирквуда –Зальцбурга .... .... ... .... . 77
§ 14. Связь между корреляционными функциями в большом и малом
каноническом ансамблях... .... .... ... .... . 85
§ 15. Существование термодинамического потенциала в большом
ансамбле I . . .... ... .... .... .... ... .... . 87
§ 16. Существование термодинамического потенциала в большом
ансамбле II .. .... ... .... .... .... ... .... . 89
§ 17. Свойства большой и малой статистическихсумм .. .... . 96
§ 18. Существование термодинамического потенциала в малом ансамбле
.... .... ... .... .... .... ... .... . 100
§ 19. Среднее по распределению числа частиц .... ... .... . 103
§ 20. Оценки малой статистической суммы .. .... ... .... . 106
Стр.3
4ОГЛАВЛЕНИЕ
ЧАСТЬ II. КВАНТОВАЯ СТАТИСТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА
110
§ 21. Сведения из квантовой механики .... .... ... .... . 110
РАЗДЕЛ I. Ансамбль микроскопических подсистем . ... .. ... 116
§ 22. Среднее по времени. Эргодическая гипотеза .. ... .... . 116
§ 23. Распределение Гиббса ... .... .... .... ... .... . 119
§ 24. Связь с термодинамикой. Энтропия ... .... ... .... . 125
РАЗДЕЛ II. Квантовые газы .. ... .. ... .. .. ... .. ... 130
§ 25. Метод вторичного квантования .. .... .... ... .... . 130
§ 26. Макроскопические подсистемы . .... .... ... .... . 139
§ 27. Идеальный бозе-газ . ... .... .... .... ... .... . 147
§ 28. Идеальный ферми-газ ... .... .... .... ... .... . 152
§ 29. Модель сверхпроводимости Бардина –Купера –Шриффера . . 156
§ 30. Связь между квантовой и классической статфизикой .... . 167
ДОПОЛНЕНИЕ 1. Семиинварианты в классической статфизике . . 174
ДОПОЛНЕНИЕ 2. Континуальные интегралы и функции Грина . . 178
ДОПОЛНЕНИЕ 3. Р.А.Милнос. Обзор строгих результатов .. ... 190
Стр.4