Статистичка механика

Из Википедије, слободне енциклопедије

Статистичка механика (често називана Статистичка физика), је област физике, која се бави физичким системима састављеним из великог броја честица (реда величине Авогадровог броја). Бави се описивањем макроскопских, мерљивих физичких величина на основу особина, понашања и узајамног дејства микрочестица тог система, тј, описује понашање система као целине преко проучавања понашања атома и молекула од којих је тај систем сачињен. За овакво проучавање, статистичка механика користи методе теорије вероватноће и статистике.

Развој статистичке механике[уреди]

Као први од значајних радова везаних за статистичку физику, појавио се рад Рудолфа Клаузијуса 1857. године из молекуларне теорије гасова у коме је показао да је топлота заправо кинетичка енергија хаотичног кретања молекула. Ослањајући се на његове радове, Џејмс Максвел је 1859. дошао до функције расподеле молекула гаса по брзинама. Посебан допринос даљем развоју статистичке механике крајем 19-ог века дали су Болцман, који је ослањајући се на интуитивно записану кинетичку једначину, 1872. године извео H-heat теорему уз помоћ које је дао статистичко објашњење другог закона термодинамике и Гибсу који је оваквом тумачењу термодинамике кинетичком теоријом дао назив “статистичка механика” како се ова област и данас зове. Радовима Гибса, статистичка механика добија фундаменталне основе, чиме је омогућено да се она примени на све системе који се састоје од честица, а не као до тада само на гасове.

Бозе и Ајнштајн примењују методе статистичке механике на фотоне као квантне честице, док Ферми и Дирак дају статистику којом се описују електрони као честице. Развојем квантне механике као посебне области физике, Џон фон Нојман формулише квантно механичку генерализацију статистичке механике чиме утемељењује квантну статистичку механику. Развојем нуклеарне физике, физике плазме и физичке електронике добијени су и значајни практични резултати. Радом у овим пољима Николај Богољубов показује (1946.) како се користећи принцип инверзије времена полазећи од једначина које описују стања појединих честица може добити Болцманова кинетичка једначина екзактним путем, чиме су постали јасни услови при којима важе до тада познате кинетичке једначине. Богољубов класификује интерналну структуру статистичке механике.

Хронологија важнијих открића[уреди]

Неки важнији датуми:

  • 1857. Р. Клаузијус – објављује рад из математичке кинетичке теорије
  • 1859. Џејмс Максвел - функција расподеле молекула гаса по брзинама
  • 1872. Болцман – Heat теорема (код изолованих система ентропија не може да опада)
  • 1873. Ван дер Валс – теорија прелаза течно у гасно стање.
  • 1877. Болцман - статистички третман другог закона термодинамике
  • 1884. Гибс – термин “статистичка механика”
  • 1893. Вилхелм ВинВинов закон
  • 1900. Макс Планк – зрачење апсолутно црног тела (Планкова константа)
  • 1902. Гибс – рад “Elementary Principles in Statistical Mechanics”
  • 1906. Валтер Нерст – формулише своју Heat (Х – теорему)
  • 1924. Бозе и Ајнштајн - Бозе-Ајнштајнова статистика (Бозони)
  • 1926. Ферми и Дирак - Ферми-Диракова статистика (Фермиони)
  • 1931. Џ. Биркоф - формулише Ергодичку теорему
  • 1937. Л. Ландау – Кинетичка једначина за систем наелектрисаних честица
  • 1946. Н. Богољубов – извео општи метод за добијање кинетичке једначине за класичне системе, метод базиран на такозваном BBGKY ланцу једначина.
  • 1947. Богољубов и Гуров - кинетичке једначине за квантне системе, користећи се квантном верзијом BBGKY ланца једначина
  • 1975. Јури Климонтович – кинетичка теорија електромагнетних процеса.
  • 1995. Климонтович – систематски приказ статистичке теорије отворених система.

Подела статистичке механике[уреди]

  • класична статистичка механика
  • квантна статистичка механика

Области примене[уреди]

С`обзиром на честице које узимамо као конституенте система који тумачимо:

Статистичка физика се примењује у областима које се баве проучавањем:

Мултидисциплинарност[уреди]

Управо у овом споју којим се процеси који описују систем, повезују са процесима који описују конституенте тог система и лежи мултидисциплинарност статистичке механике, па је користи велик број научних дисциплина као што су:

Спољашње везе[уреди]

Види још[уреди]