Statistická váha

Statistická váha  je fyzikální veličina, která v kvantové mechanice a kvantové statistice určuje počet různých kvantových stavů systému se stejnou energií (synonymum: faktor degenerace energetické hladiny ). Ve statistické fyzice a termodynamice je statistická váha počet způsobů (mikrostavů systému), kterými lze realizovat daný makroskopický stav statistického systému. Statistická váha se obvykle označuje symboly Γ, g , w , W nebo Ω .

Podle výše uvedené definice je statistická váha bezrozměrné celé číslo větší nebo rovné jedné, . Někdy se statistická váha nazývá termodynamická pravděpodobnost , i když je třeba poznamenat, že pravděpodobnost je obvykle definována jako reálné číslo mezi 0 a 1.

Při uvažování kvantových systémů se spojitým spektrem energie se statistickou váhou obvykle rozumí počet kvantových stavů na určitý energetický interval. V této definici má statistická váha rozměr reciproční energie.

V semiklasické aproximaci je mírou statistické váhy fázový objem systému na určitý energetický interval. Pokud má systém n stupňů volnosti , pak objem fáze a odpovídající statistická váha jsou vyjádřeny v jednotkách h n , kde h  je Planckova konstanta .

Entropie S systému a jeho statistická váha souvisí Boltzmannovým vztahem : S = k ln w (zde k  je Boltzmannova konstanta ).

Statistická váha definovaná fázovým objemem nebo počtem mikrostavů je multiplikativní fyzikální veličina: pokud se systém skládá ze dvou neinteragujících subsystémů se statistickými váhami w 1 a w 2 , pak celková statistická váha systému je W = w 1 w 2 .

Viz také

Literatura