Полем сил. Поле центральных держав

Закон распределения скорости молекул Максвелла реферат.
План.

1. 
   Распределение по вектору импульса.
   
2. 
   Распределение по вектору скорости.
   
3. 
   Распределение по абсолютной величине импульса.
   

Распределение Максвелла — распределение вероятности, встречающееся в физике и химии. Оно лежит в основании кинетической теории газов, которая объясняет многие фундаментальные свойства газов, включая давление и диффузию.

Распределение Максвелла также применимо для электронных процессов переноса и других явлений. Распределение Максвелла применимо к множеству свойств индивидуальных молекул в газе. О нём обычно думают как о распределении энергий молекул в газе, но оно может также применяться к распределению скоростей, импульсов, и модуля импульсов молекул. Также оно может быть выражено как дискретное распределение по множеству дискретных уровней энергии, или как непрерывное распределение по некоторому континууму энергии. Распределение

Максвелла может и должно быть получено при помощи статистической механики (см. происхождение статсуммы). Как распределение энергии, оно соответствует самому вероятному распределению энергии, в столкновительно-доминируемой системе, состоящей из большого количества невзаимодействующих частиц, в которой квантовые эффекты являются незначительными. Так как взаимодействие между молекулами в газе является обычно весьма небольшим, распределение Максвелла даёт довольно хорошее приближение ситуации, существующей в газе. Во многих других случаях, однако, даже приблизительно не выполнено условие доминирования упругих соударений над всеми другими процессами. Это верно, например, в физике ионосферы и космической плазмы, где процессы рекомбинации и столкновительного возбуждения (то есть излучательные процессы) имеют большое значение, в особенности для электронов. Предположение о применимости распределения Максвелла дало бы в этом случае не только количественно неверные результаты, но даже предотвратило бы правильное понимание физики процессов на качественном уровне. Также, в том случае где квантовая де Бройлева длина волны частиц газа не является малой по сравнению с расстоянием между частицами, будут наблюдаться отклонения от распределения Максвелла изза квантовых эффектов. Условия применимости распределения Максвелла: 1. Равновесное состояние системы, состоящей из большого числа частиц. 2. Изотропная система. 3. Классическая система. Это значит, что система должна быть не релятивистской и не квантовой (взаимодействие частиц допускается, но только зависящее от относительного положения частиц). Распределение энергии Максвелла может быть выражено как дискретное распределение энергии: , где N" является числом молекул имеющих энергию E" при температуре системы T, N является общим числом молекул в системе и — постоянная Больцмана. Поскольку скорость связана с энергией, уравнение может использоваться для получения связи между температурой и скоростями молекул в газе. Знаменатель в уравнении известен как каноническая статистическая сумма. Распределение по вектору импульса. В случае идеального газа, состоящего из невзаимодействующих атомов в основном состоянии, вся энергия находится в форме кинетической энергии. Кинетическая энергия соотносится с импульсом частицы следующим образом , где — квадрат вектора импульса . Мы можем поэтому переписать уравнение как: , где — статсумма, соответствующая знаменателю в уравнении , — молекулярная масса газа, — термодинамическая температура, и — постоянная Больцмана. Это распределение пропорционально функции плотности вероятности нахождения молекулы в состоянии с этими значениями компонентов импульса. Таким образом: Постоянная нормировки C, определяется из условия, в соответствии с которым вероятность того, что молекулы имеют какой-либо вообще импульс, должна быть равна единице. Поэтому интеграл уравнения по всем значениям и должен быть равен единице. Можно показать, что: . Таким образом, чтобы интеграл в уравнении имел значение 1 необходимо, чтобы . Подставляя выражение в уравнение и используя тот факт, что , мы получим . Распределение по вектору скорости. Учитывая, что плотность распределения по скоростям пропорциональна плотности распределения по импульсам: и используя мы получим: , что является распределением Максвелла по скоростям. Вероятность обнаружения частицы в бесконечно малом элементе около скорости равна Распределение по энергии. Наконец, используя соотношения и , мы получаем распределение по кинетической энергии.


Cвойства энтропии теорема Нернста.
План:

1.