к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Э Ю Я

Закон равнораспределения

Закон равнораспределения - утверждение, согласно которому в классической равновесной статистич. системе ср. кинетич. энергия, приходящаяся на каждую трансляционную, вращательную и колебательную степени свободы, равна q/2 (q = kT), средняя потенциальная энергия, приходящаяся на каждое гармонич. колебание в системе,- тоже q/2. Т. о., на каждую колебат. степень свободы в среднем приходится энергия q - в 2 раза больше, чем на каждую трансляц. и вращат. степени свободы. Закон равнораспределения является прямым следствием статистич. вириала теоремы:

(чертой сверху обозначено усреднение с помощью классич. канонического распределения Гиббса)и того, что Гамильтона функция системы Я представляет квад-ратич. форму по обобщённым импульсам р_k для любого типа движения в нерелятивистской системе и квадратич. форму по обобщённым координатам х_k для каждого происходящего в ней гармонич. колебания.

Закон равнораспределения ограничен областью применимости классич. приближения: условие невырожденности газаqвыр ⁼⁼ (см. Больцмана распределение), где V - объём системы, содержащий N молекул массой т, обеспечивает применимость закона равнораспределения по отношению к трансляционному движению, условия = =и - по отношению к вращению молекул газа и колебат. движениям в них (I - момент инерции, w₀ - частота собств. колебаний). Численные значения этих характерных температур заметно отличаются друг от друга по порядкам величин. Например, для молекул, входящих в состав воздуха,

К,К,К,

и поэтому при комнатной температуре (Т300 К) трансляц. и вращат. движения невырождены и подчиняются закону равнораспределения, тогда как колебания как бы выключены ("заморожены") и практически не дают своего вклада в термодинамич. характеристики системы. Закон равнораспределения эффективно применим в случаях, когда система может быть аппроксимирована идеальной (т. е. учёт взаимодействия частиц даёт малые поправки к равновесным термодинампч. характеристикам газа), а, кроме того, внутр. движения в молекулах (например, вращения и колебания) независимы друг от друга и от поступат. перемещений (трансляций) молекул.

Для расчёта внутренней энергии и теплоёмкости при пост. объёме газа, состоящего из n-атомных молекул (общее число молекул - N), следует подсчитать число независимых степеней свободы, приходящихся на одну молекулу: 3 трансляционные, 3 вращательные, 3n- 6 колебательных (в линейных молекулах 2 вращательные и 3n- 5 колебательных), и воспользоваться законом равнораспределения. Тогда [для газа из линейных молекул Для простых твёрдых тел, рассматриваемых в гармонич. приближении (см. Динамика кристаллической решётки), из закона равнораспределения при темп-pax выше Дебая температуры следует Дю-лонга и Пти закон= N·3q или для молярной теплоёмкости кристалла, С_моп = 3R (R - универсальная газовая постоянная ).Для равновесного излучения Закон равнораспределения приводит к Рэлея- Джинса закону излучения, справедливому в области низких частот

Литература по закону равнораспределения

Квасников И. А., Термодинамика и статистическая физика, М., 1991.

И. А. Квасников

к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

Знаете ли Вы, что релятивистское объяснение феномену CMB (космическому микроволновому излучению) придумал человек выдающейся фантазии Иосиф Шкловский (помните книжку миллионного тиража "Вселенная, жизнь, разум"?). Он выдвинул совершенно абсурдную идею, заключавшуюся в том, что это есть "реликтовое" излучение, оставшееся после "Большого Взрыва", то есть от момента "рождения" Вселенной. Хотя из простой логики следует, что Вселенная есть всё, а значит, у нее нет ни начала, ни конца... Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира