Д. И. Кенжалиев, Р. Мырзакулов Статистикалық физика, термодинамика және физикалық кинетика негіздері «Физика (білімтану)»
Статистикалық физиканың зерттейтін объектісі
жүктеу/скачать 0,7 Mb.
|
statistikalik-fizika 2
| 2. Статистикалық физиканың зерттейтін объектісі
Сонымен, статистикалық физика бірыңғай өте көп бөлшектерден құрылған жүйелерді зерттейді. Бұл бөлшектер- атомдар, молекулалар, иондар және тағы басқа бөлшектер болуы мүмкін. Статистикалық физиканың негізгі есебі: берілген жүйені құрайтын микробөлшектердің қасиеттері мен қозғалу заңдарын қолдана отырып, осы жүйелердің макроскопиялық қасиеттері мен өзара байланыстарын зерттеу. Бұл бір жағынан жүйенің макроскопиялық қасиеттерін оны құрайтын бөлшектердің қасиеттері бойынша анықтау есебі болуы мүмкін. Бұл есептің қойылуы микробөлшектердің өмір сүруінің ақиқаттығынан шығады. Қазіргі физикада бұлардың бар екендігне күмән келтірілмейді. Барлық физикалық денелер көптеген бөлшектен құрылады. Мысалы 1см3 металда -1022 ион болады және сонша электрон бар. Бұл факт – осы объектілерді зерттеу әдістемесіне әсерін тигізбей қоймайды. Біз жеке-дара бөлшектің қозғалысын зерттей алмаймыз. Бұл жағдайда жаңа, яғни статистикалық заңдылықтар білінеді. Сондықтан заттың молекулалық теориясы статистикалық теория ғана болуы мүмкін. Статистикалық заңдылықтар шамалардың орташа мәнін анықтауға және басқа мүмкін мәндердің ықтималдығын бағалауға мүмкіндік береді. Сонымен, статистикалық физикалық зерттеу әдісі- ықтималдық теориясына негізделген статистикалық әдіс болып табылады. Өз жағынан статистикалық физика -адам баласының тәжірибесінің қорытындысынан алынған фактілер мен заңдарына сүйенген термодинамикамен байланысты. Макроскопиялық жүйелер теңбе- теңдікте болған кезде шамалардың орта мәндері үшін статистикалық физика қорытып шығарған заңдары термодинамика заңдарымен дәлме-дәл келеді. Осыдан статистикалық физика мақсаты термодинамика заңдылықтарын теориялық жолымен дәлелдеу болып табылады. Сондықтан теңбе-тең жүйелердің статистикалық физикасы – статистикалық термодинамика деп аталады. Статистикалық физиканың негізгі мәселесі молекулалық физикада анықталған фактілер негізінде кез-келген макрожүйелердің әр түрлі физика– химиялық қасиеттерін зерттеу болып табылады. Макроқасиеттердің ішіндегі маңыздылары: энергия, қысым, алуан түрлі процестерде жылу және энергияның арасындағы байланыс. Статистикалық физика температура, еркін энергия және тағы басқа термодинамикалық параметрлерді түсіндіре алады. Статистикалық термодинамика жүйелердің күйлері мен микроскопиялық қасиеттерінің арасындағы байланысты анықтап, әр түрлі жүйелердің термодинамикалық функцияларын есептеу мүмкіндігіне ие болады. Статистикалық физиканың маңызы тек термодинамика негіздерін дәлелдеуде ғана емес. Бұл салада көптеген санды бөлшектердің қозғалысы мен әсерлесуі тұрғысынан табиғат құбылыстары мен процесстерін қарастыратындықтан оның әдістемелері қазіргі физиканың әлуан түрлі облыстарында қолданады: конденсацияланған денелер физикасынан бастап элементар бөлшектер физикасына дейін. Статистикалық физика теңбе- тең процесстер теориясы және теңбе- теңсіз процесстер теориясына бөлінеді. Біріншісінде ықтималдық және физикалық шамалардың орташа мәндері t уақытқа тәуелсіз, ал екіншісінде - t уақытқа тәуелді өзгеріп жатады. Қазіргі кезде теңбе-теңсіз процестерді зерттеу кең өріс алды. Бұл қайтымсыз процесстердің термодинамикасының пайда болуына келтірді. Жүйедегі кез- келген өзгерістер жүйені құрайтын микробөлшектердің қозғалысында және орналасуындағы өзгерістердің салдары болып табылады. Сондықтан теңбе- теңсіз процесстерді зерттеу үшін статистикалық теория қолданылады. Физикалық құбылысты сипаттау үшін жүйенің қандай моделі қабылданатындығы-на байланысты статистикалық физика: классикалық және кванттық деп бөлінеді. Кейбір жүйелердің қасиеттері құрамындағы бөлшектер классикалық механика заңдарымен қозғалады деп қабылдаса жақсы түсіндіріледі. Бұл жүйелерде қолданылатын статистикалық физика әдістері классикалық статистика деп аталады. Кейбір жүйелерде кванттық заңдарды елемеуге болмаса, қолданылатын статистикалық теория әдістері кванттық статистика деп аталады. Классикалық немесе кванттық статистиканың орташаландыру әдісінің негізіне классикалық немесе кванттық механиканың математикалық аппараты қабылданады. Сондықтан статистикалық физиканы статистикалық механика деп те атайды. Cонымен статистикалық физика пәні қазіргі заманғы физиканың ең қуатты әдістері жөнінде түсінік беріп, зерттеушіні жетік біліммен, озық әдістемемен қаруландырады. жүктеу/скачать 0,7 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|