Описание состояний в динамических и статистических теориях

Состояние физической системы

Состояние физической системы — это совокупность определенных свойств системы, однозначно определяющих ее развитие с изменением времени.

Для описания состояния системы следует:

  • • выявить те физические величины, которые важны для понимания изучаемого явления;
  • • определить начальные условия этой системы;
  • • использовать законы движения, чтобы определить эволюцию системы.

В динамических теориях параметры, описывающие эволюцию механической системы, определяются совокупностью всех обобщенных координат и обобщенных импульсов структурных единиц, из которых состоит эта система, начальными условиями и уравнениями движения.

Полученные полные описания поведения структурных элементов в прошлом, настоящем и будущем дают детерминированное и обратимое поведение системы. При этом исключаются всякие случайности, остается только причинно-следственное поведение.

Для систем, состоящих из очень большого числа частиц, применяют статистические методы. Здесь при описании поведения системы используется не полный набор значений координат и импульсов всех частиц (в этом случае задача становится нерешаемой), а вероятность того, что эти значения лежат в определенных интервалах. При этом состояние системы определяется с помощью функции распределения (это одно из основополагающих понятий статистической физики), которая трактуется как плотность вероятности нахождения физических величин в определенных интервалах. С помощью функции распределения можно найти среднее значение соответствующих физических величин, зависящих от координат и импульсов, и вероятность нахождения определенных значений этих величин в заданных интервалах. Статистическая теория не дает возможности выяснить историю жизни конкретной частицы.

Благодаря общности доказательств, статистическую физику одинаково удобно применять и к классическим задачам (например, задача о поведении молекул газа), и к квантовомеханическим проблемам (например, проблема свободных электронов в металле или проблема фотонов в замкнутой полости).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >