Войти
 Титульная страница | |
| Автор | Джозайя Уиллард Гиббс |
|---|---|
| Страна | США |
| Язык | Английский |
| Тема | Статистический механизм anics, Математическая физика |
| Жанр | наука, физика |
| Издатель | Charles Scribner's Sons |
| Дата публикации | март 1902 года |
| Тип носителя | Печатный (переплет) |
| Страницы | 207 |
Элементарные принципы статистической механики, опубликованный в марте 1902 года, представляет собой произведение научной литературы от Джозайя Уилларда Гиббса, который считается основой современной статистической механики. Его полное название было «Элементарные принципы статистической механики», разработанное с особым упором на рациональные основы термодинамики.
В этой книге Гиббс тщательно показал, как законы термодинамики возникли бы в точности из общей классической механической системы, если бы допустить некоторую естественную неопределенность в отношении состояние этой системы.
Темы термодинамической связи со статистической механикой были исследованы в предыдущие десятилетия с помощью Клаузиуса, Максвелла и Больцмана, которые вместе написали тысячи страниц по этой теме. Одна из целей Гиббса при написании книги состояла в том, чтобы свести эти результаты в цельную и простую картину. Гиббс написал в 1892 году своему коллеге лорду Рэлею
Сейчас я пытаюсь подготовить к публикации что-то по термодинамике с априорной точки зрения, или, скорее, по «статистической механике» [...] I не знаю, что у меня будет что-то особенно новое по существу, но буду доволен, если я смогу выбрать свою точку зрения (как мне кажется возможным), чтобы получить более простой взгляд на предмет ".
Он работал над эта тема в течение некоторого времени, по крайней мере, еще в 1884 году, когда он опубликовал статью (теперь утерянную, если не считать ее реферат) на тему статистической механики.
Книга Гиббса упростила статистическую механику до трактата из 207 страниц. В то же время Гиббс полностью обобщил и расширил статистическую механику до той формы, в которой она известна сегодня. Гиббс показал, как статистическую механику можно использовать даже для расширения термодинамики за пределы классической термодинамики на системы с любым числом степеней свободы (включая микроскопические системы) и не- расширенных ive систем.
На момент написания книги преобладающее понимание природы было чисто классическим: Квантовая механика еще не была задумана, и даже основные факты, принимаемые сегодня как должное (например, существование атомов) все еще оспаривались учеными. Гиббс был осторожен в предположениях о природе исследуемых физических систем, и в результате принципы статистической механики, заложенные Гиббсом, сохранили свою точность (с некоторыми изменениями в деталях, но не по теме), несмотря на основные потрясения современной физики начала ХХ века.
В. Кумаран написал следующий комментарий относительно элементарных принципов статистической механики:
... В этом он ввел теперь стандартную концепцию «ансамбля», которая представляет собой набор большого количества неотличимых копий рассматриваемой системы, которые взаимодействуют друг с другом, но изолированы от остальной Вселенной. Реплики могут находиться в различных микроскопических состояниях, определяемых, например, положениями и импульсами составляющих молекул, но макроскопические состояния, определяемые давлением, температурой и / или другими термодинамическими переменными, идентичны.
Гиббс утверждал, что свойства системы, усредненные по времени, идентичны среднему по всем членам ансамбля, если «эргодическая гипотеза» верна. Эргодическая гипотеза, согласно которой все микросостояния системы отбираются с равной вероятностью, применима к большинству систем, за исключением таких систем, как закаленные стекла, которые находятся в метастабильных состояниях. Таким образом, метод ансамблевого усреднения дает нам простой способ вычислить термодинамические свойства системы без необходимости наблюдать за ней в течение длительного периода времени.
Гиббс также использовал этот инструмент для получения взаимосвязей между системами, ограниченными разными способами, например, чтобы связать свойства системы при постоянном объеме и энергии со свойствами системы при постоянных температуре и давлении. Даже сегодня концепция ансамбля широко используется для отбора проб при компьютерном моделировании термодинамических свойств материалов и впоследствии нашла применение в других областях, таких как квантовая теория.
 | В Wikisource есть оригинальный текст, относящийся к этой статье: Элементарные принципы статистической механики |
