Tài liệu

Vật lí thống kê và nhiệt động lực học

Chia sẻ bởi
Lượt xem: 3270     Tải về: 39     Lượt mua: 0     Định dạng:  
Báo lỗi
Bình luận
Nhúng
/ 163
Tài liệu Vật lí thống kê và nhiệt động lực học - tài liệu, sách iDoc.VnVật lí thống kê và nhiệt động lực học,Giáo trình Vật lí thống kê & Nhiệt động học của Đỗ Xuân Hội, Trường ĐHSP TPHCM. 
TRƯỜNG ĐẠI HC SƯ PHM TP. H CHÍ MINH
KHOA LÝ
TS. ÑOÃ XUAÂN HOÄI
TAØI LIEÄU LÖU HAØNH NOÄI BOÄ
2003
LÔØI NOÙI ÑAÀU
Cuoán saùch naøy ñöôïc vieát xuaát phaùt töø giaùo trình vaät lyù thoáng keâ ñaõ giaûng cho caùc lôùp sinh vieân naêm thöù tö
khoa Vaät lyù, tröôøng ÑHSP TP.HCM töø moät vaøi naêm qua. Tuy ñöôïc soaïn theo tinh thaàn cuûa chöông trình hieän
haønh taïi khoa Vaät lyù, tröôøng ÑHSP TP. HCM, nhöng noäi dung saùch cuõng ñaõ ñöôïc môû roäng theâm, nhaèm cung
caáp tö lieäu cho sinh vieân.
Saùch ñöôïc trình baøy vôùi noã löïc lôùn veà maët sö phaïm: Ngoaøi phaàn baøi taäp keøm theo moãi chöông ñeå cuûng coá
cuõng nhö ñeå ñaøo saâu theâm nhöõng kieán thöùc ñaõ ñöôïc phaân tích trong phaàn lyù thuyeát, moät soá ñeà taøi lôùn hôn ñöôïc
soaïn döôùi daïng caùc “vaán ñeà” ñeå sinh vieân taäp laøm quen vôùi vieäc nghieân cöùu töøng ñeà taøi khoa hoïc troïn veïn vaø
sinh vieân thaáy ñöôïc caùc lónh vöïc aùp duïng cuûa vaät lyù thoáng keâ, ví duï nhö trong vaät lyù thieân vaên. Phaàn naøy cuõng
coù theå duøng ñeå gôïi yù cho caùc sinh vieân laøm seminar trong naêm hoïc, luaän vaên toát nghieäp, hoaëc coù theå naâng cao
theâm ñeå chuaån bò cho caùc luaän vaên Thaïc só vaät lyù. Nhaän thöùc ñöôïc raèng vieäc naém vöõng ít nhaát laø moät ngoaïi ngöõ
ñeå ñöôïc töï naâng cao trong quaù trình ñaøo taïo laø ñieàu nhaát thieát phaûi coù ñoái vôùi moãi sinh vieân neân trong phaàn phuï
luïc coù keøm theo moät danh muïc caùc töø ngöõ ñoái chieáu Vieät-Anh-Phaùp thöôøng ñöôïc söû duïng trong moân vaät lyù
thoáng keâ. Hy voïng raèng phaàn naøy seõ giuùp ích cho caùc sinh vieân khi söû duïng ngoaïi ngöõ trong khi hoïc taäp.
Cuõng caàn nhaán maïnh raèng theo yù kieán cuûa moät soá nhaø vaät lyù coù uy tín treân theá giôùi thì phaàn nhieät ñoäng löïc
hoïc phaûi ñöôïc xem nhö laø heä quaû cuûa moân cô hoïc thoáng keâ, ñöôïc trình baøy nhö moät moân vaät lyù lyù thuyeát thöïc
söï, coù nghóa laø phaùt xuaát töø caùc tieân ñeà, cuõng töông töï nhö moân cô hoïc löôïng töû chaúng haïn. Phaàn khaùc, ta cuõng
neân nhôù raèng moân cô hoïc thoáng keâ, cuøng vôùi cô hoïc löôïng töû vaø lyù thuyeát töông ñoái, hieän ñang taïo neân moät
trong caùc truï coät cuûa vaät lyù hieän ñaïi. Cuoán saùch naøy ñöôïc xaây döïng treân tinh thaàn ñoù.
Moät caùch toùm taét thì vaät lyù thoáng keâ coù theå ñöôïc hieåu nhö laø moân hoïc khaûo saùt caùc tính chaát vó moâ cuûa moät
heä vaät lyù xuaát phaùt töø caùc ñaëc tính vi moâ cuûa nhöõng haït caáu taïo neân heä. Nhöng caùc ñaëc tính vi moâ naøy chæ coù
theå ñöôïc moâ taû chính xaùc bôûi cô hoïc löôïng töû. Vì vaäy, ñeå hieåu ñöôïc cô sôû cuûa vaät lyù thoáng keâ, ñieàu töï nhieân l
phaûi naém vöõng caùc tính chaát löôïng töû cuûa caùc haït vi moâ. Tuy nhieân, trong cuoán saùch naøy, nhöõng kieán thöùc veà
cô hoïc löôïng töû ñöôïc yeâu caàu ôû möùc toái thieåu. Nhöõng ñieàu gì caàn thieát seõ ñöôïc nhaéc laïi trong suoát giaùo trình.
Cuõng neân noùi theâm raèng raát ñaùng tieác laø moät soá phaàn quan troïng cuûa vaät lyù thoáng keâ nhö khaûo saùt töø tính
cuûa vaät chaát, hieän töôïng chuyeån pha, hieän töôïng vaän chuyeån,... khoâng ñöôïc ñeà caäp ñeán trong cuoán saùch naøy.
Taùc giaû hy voïng raèng trong laàn taùi baûn sau seõ coù ñieàu kieän trình baøy caùc vaán ñeà treân.
Do kinh nghieäm coøn ít, thôøi gian laïi raát haïn heïp neân chaéc chaén cuoán saùch naøy coøn nhieàu thieáu soùt, mong
caùc baïn ñoïc vui loøng löôïng thöù vaø chæ daãn ñeå saùch ñöôïc hoaøn thieän trong laàn taùi baûn sau.
Taùc giaû xin traân troïng ngoû lôøi caûm taï ñeán thaày Hoaøng Lan, nguyeân Tröôûng khoa, vaø thaày Lyù Vónh Beâ,
Tröôûng khoa Vaät lyù, tröôøng ÑHSP TP. HCM ñaõ taïo taát caû caùc ñieàu kieän thuaän lôïi ñeå noäi dung cuûa cuoán saùch naøy
ñöôïc truyeàn ñaït ñeán caùc sinh vieân trong vaøi naêm vöøa qua. Ñoàng thôøi, taùc giaû cuõng xin baøy toû loøng bieát ôn ñeán
PGS-TS Nguyeãn Khaéc Nhaïp vaø thaày Ñaëng Quang Phuùc ñaõ vui loøng ñeå ra thì giôø quí baùu ñoïc baûn thaûo saùch vaø
goùp yù cho taùc giaû.
Ngoaøi ra, taùc giaû cuõng ghi laïi ôû ñaây lôøi caùm ôn ñeán GV Nguyeãn Laâm Duy vaø SV Nguyeãn Troïng Khoa ñaõ noã
löïc ñaùnh maùy vi tính baûn thaûo vôùi loøng nhieät tình vaø taän tuïy nhaát.
Cuoái cuøng, taùc giaû baøy toû loøng caùm ôn ñeán Phoøng AÁn baûn tröôøng ÑHSP TP.HCM ñaõ laøm vieäc tích cöïc ñeå
cuoán saùch naøy mau choùng ñöôïc in vaø ñeán tay baïn ñoïc.
TAÙC GIAÛ
Liên hệ quảng cáo

Chöông I
MOÂ TAÛ THOÁNG KEÂ HEÄ VÓ MOÂ
IA Nhöõng traïng thaùi vi moâ khaû dó
IB Phöông phaùp thoáng keâ cho heä vó moâ
IC Taäp hôïp thoáng keâ. Nguyeân lyù ergodic
ID Entropi thoáng keâ trong lyù thuyeát thoâng tin
Vaät lyù thoáng keâ coù ñoái töôïng nghieân cöùu laø nhöõng heä vó moâ, laø nhöõng heä chöùa moät soá raát lôùn nhöõng
haït (nhö electron, photon, nguyeân töû, phaân töû,…); nhöõng heä naøy coù theå toàn taïi döôùi nhöõng traïng thaùi
vaät lyù khaùc nhau : khí, loûng, raén, plasma vaø böùc xaï ñieän töø. Veà phöông dieän ño löôøng, kích thöôùc vaø
naêng löôïng cuûa moät heä vó moâ ñöôïc xaùc ñònh bôûi meùt (vaø caùc boäi soá vaø öôùc soá cuûa meùt) vaø Joule.
Trong khi ñoù, heä vi moâ laø heä coù kích thöôùc so saùnh ñöôïc vôùi kích thöôùc cuûa nguyeân töû, phaân töû, …
töùc laø ñöôïc ño löôøng bôûi Å ( = 10
-10
m ), vaø naêng löôïng cuûa heä vi moâ seõ ñöôïc ño baèng ñôn vò eV (
1,6.10
-19
Joule ).
Moät caùch ñôn giaûn nhaát ñeå thieát laäp moái quan heä giöõa moät heä vó moâ vaø moät heä vi moâ laø thoâng qua
haèng soá Avogadro N
A
6,023.10
23
haït.mol
-1
. Ñoä lôùn cuûa haèng soá N
A
naøy cho chuùng ta thaáy möùc ñoä
phöùc hôïïp raát lôùn cuûa moät heä vó moâ. Chính vì vaäy maø ñeå khaûo saùt caùc heä vó moâ, ta caàn phaûi duøng
phöông phaùp thoáng keâ, ñeå coù ñöôïc nhöõng ñaïi löôïng vó moâ phaùt xuaát töø caùc tính chaát cuûa caùc heä vi moâ.
Trong chöông thöù nhaát naøy, ta seõ gaëp nhöõng khaùi nieäm cô baûn nhaát ñöôïc söû duïng trong vaät lyù thoáng
keâ. Ñieàu ñaàu tieân laø söï phaân bieät giöõa traïng thaùi vó m vaø caùc traïng thaùi vi moâ khaû dó ñaït ñöôïc
(accessible microstates) cuûa moät heä vó moâ, ta seõ thaáy roõ söï khaùc bieät giöõa hai khaùi nieäm naøy qua thí duï
minh hoïa cuûa moät heä chæ coù hai haït. Vôùi thí duï naøy, ta cuõng seõ ñöa vaøo khaùi nieäm caùc haït phaân bieät
ñöôïc vaø caùc haït khoâng phaân bieät ñöôïc; hai khaùi nieäm cô baûn caàn phaûi naém vöõng trong vieäc khaûo saùt
heä nhieàu haït. Sau ñoù, phöông phaùp thoáng keâ seõ ñöôïc giôùi thieäu ñeå ñöa ra ñònh nghóa cuûa haøm phaân boá
thoáng keâ. Trong caùc phaàn tieáp theo, nguyeân lyù ergodic ñöôïc trình baøy vaø khaùi nieäm entropi thoáng keâ
ñöôïc ñöa ra döïa treân lyù thuyeát thoâng tin trong tröôøng hôïp toång quaùt nhaát.
I.A Nhöõng traïng thaùi vi moâ khaû dó
I.A.1 Traïng thaùi vó moâ cuûa moät heä vaät l
Traïng thaùi cuûa moät heä vaät lyù maø ta coù theå moâ taû bôûi caùc ñaïi löôïng vó moâ, caûm nhaän tröïc tieáp bôûi
con ngöôøi ñöôïc goïi laø traïng thaùi vó moâ cuûa heä. Ví duï nhö neáu ta xeùt moät khoái khí thì caùc ñaïi löôïng vó
moâ naøy c theå laø theå tích, nhieät ñoä, … cuûa khoái khí. Nhö vaäy, moät traïng thaùi vó moâ cuûa heä ñöôïc xaùc
ñònh bôûi caùc ñieàu kieän maø heä phuï thuoäc. Chaúng haïn ñoái vôùi moät heä khoâng töông taùc vôùi moâi tröôøng
beân ngoaøi (heä coâ laäp), thì naêng löôïng vaø soá haït taïo thaønh heä luoân coù giaù trò xaùc ñònh.
I.A.2 Traïng thaùi vi moâ löôïng töû cuûa moät heä vaät lyù
Theo quan ñieåm cuûa cô hoïc löôïng töû, traïng thaùi vaät lyù cuûa moät haït taïi moät thôøi ñieåm t ñöôïc bieåu
dieãn bôûi moät vectô trong khoâng gian traïng thaùi, ñoù laø vectô traïng thaùi ket
)t(ψ .
Söï tieán hoùa theo thôøi gian cuûa moät traïng thaùi vi moâ ñöôïc moâ taû bôûi phöông trình Schrödinger
)t(H
ˆ
)t(
d
t
d
i ψ=ψh
, (I.1)
trong ñoù
H
ˆ
laø toaùn töû Hamilton, toaùn töû lieân keát vôùi naêng löôïng, baèng toång cuûa toaøn töû ñoäng naêng
T
ˆ
vaø toaùn töû theá naêng töông taùc U
ˆ
:
Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Liên hệ quảng cáo

Vật lí thống kê và nhiệt động lực học

Giáo trình Vật lí thống kê & Nhiệt động học của Đỗ Xuân Hội, Trường ĐHSP TPHCM. 

Chia sẻ bởi
Lượt xem: 3270     Tải về: 39     Lượt mua: 0     Định dạng:  
Gửi nhận xét của bạn về tài liệu này
comments powered by Disqus
Tài liệu liên quan
Bài giảng Hoán vị đại động mạch Lượt tải: 17 Lượt xem: 180688
GIÁO ÁN MÔN LUẬT SO SÁNH Lượt tải: 45 Lượt xem: 162639
Giải bài tập xác suất thống kê Lượt tải: 1821 Lượt xem: 139828
Bài tập kiểm toán căn bản có lời giải Lượt tải: 775 Lượt xem: 131841
Có thể bạn quan tâm
Bài tập kiểm toán căn bản có lời giải Lượt tải: 775 Lượt xem: 131841
Đề thi trắc nghiệm Kinh tế vĩ mô 240 câu… Lượt tải: 2395 Lượt xem: 129904
Khái niệm văn bản và phân loại văn bản Lượt tải: 302 Lượt xem: 90376
tâm lý học đại cương Lượt tải: 428 Lượt xem: 79114
Bái giảng Giáo dục quốc phòng An ninh Lượt tải: 289 Lượt xem: 62033