Микросостояние и макросостояние макросистемы

В разных статистиках

    Конкретное состояние каждой из всех частиц макросистемы называется микросостоянием. Состояние всей макросистемы в целом называется макросостоянием. Каждое микросостояние является одним из возможных состояний макросистемы в целом (макросостояния). Каждое макросостояние реализуется большим числом микросостояний. Все допустимые микросостояния считаются равновероятными. Из всех возможных макросостояний системы наиболее вероятным является то, которое реализуется наибольшим числом микросостояний.

    Статистическим весом системы   называется число микросостояний, которыми реализуется данное состояние всей системы. Статистический вес макросистемы – это очень большое число.

 

    Классические частицы подчиняются классической статистике. Квантовые частицы – волны подчиняются квантовым статистикам.

 

    В классической статистике даже тождественные (абсолютно одинаковые) частицы считаются принципиально различимыми, поскольку классические частицы движутся по определенным траекториям, и за каждой из них в принципе можно проследить.

    Два состояния, в которых две тождественные частицы поменялись местами друг с другом, считаются различными.

    Молекулы газов подчиняются классической статистике. С помощью классической статистики получено уравнение состояния идеального газа и построена молекулярно – кинетическая теория газов.

 

    В квантовых статистиках тождественные частицы считаются принципиально неразличимыми, ведь для них не существует понятие траектории, и за ними в принципе нельзя проследить.

    Два состояния, в которых две тождественные частицы поменялись местами друг с другом, считаются одним состоянием.

 

    Спин частицы.

    Все частицы (фотоны, электроны и др.) обладают собственным моментом импульса – спином. Спин частиц имеет значения:

1) , , , , … – целые значения;

2) , , , … – полуцелые значения.

 

 

 

Собственный момент импульса принято характеризовать спиновым числом .

1)  = 0, 1, 2, 3, … – целые значения;

2)  = , , , … – полуцелые значения.

 

    Частицы с целым спином называются бозонами. Бозоны – подчиняются квантовой статистике Бозе – Эйнштейна. Спин фотона равен 1. Фотон является бозоном.

    Частицы с полуцелым спином называются фермионами. Фермионы подчиняются квантовой статистике Ферми – Дирака. Спин электрона равен . Электрон является фермионом.

 

    Все фермионы подчиняются принципу запрета: в каждом квантовом состоянии может находиться не более одной частицы.

 

    В квантовой статистике Ферми – Дирака в каждом квантовом состоянии может находиться не более одной частицы.

    Квантовой статистике Ферми – Дирака подчиняются электроны. С помощью этой статистики построена теория теплопроводности и электропроводности металлов.

 

    В квантовой статистике Бозе – Эйнштейна в каждом квантовом состоянии может находиться любое число частиц.

    Квантовой статистике Бозе – Эйнштейна подчиняются фотоны. С помощью этой статистики построена теория теплового излучения.