个能级可能有多个量子状态,一个M、U和V确定的平衡系统,分布在某量子状态j的 粒子数叫作状态分布数,用表示。由各量子状态的状态分布数组成的一套状态分布数表 示一种状态分布方式,简称状态分布。当各能级多重度均为1时,一种能级分布只对应着 一种状态分布;如果有的能级多重度不为1时,这种能级分布就对应着多种状态分布。 个M、U和V确定的平衡系统会有许多种状态分布方式,但任何一种状态分布方式都服从粒 子数守恒和能量守恒 能级分布和状态分布是从不同角度讨论系统中N个粒子的分布状况,在这里将着重从能 级分布的角度来讨论粒子的分布。 6.2.3微态数 在统计热力学中,将粒子所处的量子状态叫粒子的微观状态,简称微态。一个系统的微 观状态(也叫系统的微态)可以用系统内各个粒子的量子状态来描述,即用各粒子的微态 来描述。系统某种能级分布D所拥有的微态数称为分布D的微态数,以表示。根据排列 组合原理,可以算出与该分布相应的微态数 不同系统微态数的计算方法不同,对定域子系统:Wm1=NL(g:1n)对离域子系统 W=∏L(n+g-1)ng,-1)式中ni是微能级i的能级分布数;i为能级的多重度 N为整个系统的粒子总数。在温度不太低的情况下,g约为n的10°倍,在满足ni<gi 的条件下,离域子系统某一分布D所拥有的微态数可以简化为:Was∏,gn!N、U和 确定的条件下,所有能级分布方式的微态数之和,叫做系统的总微态数。以W表示 W=∑。W 式中WD为与能级分布D相应的微观状态数 6.24等几率原理、最可几分布和平衡分布 统计热力学基本假设:一个NU和γ确定的平衡系统,任何一种可能出现的微观状态 都具有相同的几率。这个基本假设称为等几率原理。这个原理无法用其他理论来证明,但 其正确性已为大量统计力学推论与实际情况一致得到检验。根据等几率原理,如果系统的 总微态数是W,则每种可能的微观状态出现的数学几率是:P=L/W 即总微态数的倒数 各种能级分布具有的微态数是不同的,由于任何一种可能出现的微观状态的几率相等, 因此各种分布出现的几率也各不相同。拥有的微态数较多的分布出现的几率也就较大。可 以将分布D所拥有的微态数W称为分布D的热力学几率。所有各种分布所拥有的全部微态3 一个能级可能有多个量子状态,一个 N、U 和 V 确定的平衡系统,分布在某量子状态 j 的 粒子数叫作状态分布数,用 nj 表示。由各量子状态的状态分布数组成的一套状态分布数表 示一种状态分布方式,简称状态分布。当各能级多重度均为 1 时,一种能级分布只对应着 一种状态分布;如果有的能级多重度不为 1 时,这种能级分布就对应着多种状态分布。一 个 N、U 和 V 确定的平衡系统会有许多种状态分布方式,但任何一种状态分布方式都服从粒 子数守恒和能量守恒。 能级分布和状态分布是从不同角度讨论系统中 N 个粒子的分布状况,在这里将着重从能 级分布的角度来讨论粒子的分布。 6.2.3 微态数 在统计热力学中,将粒子所处的量子状态叫粒子的微观状态,简称微态。一个系统的微 观状态(也叫系统的微态)可以用系统内各个粒子的量子状态来描述,即用各粒子的微态 来描述。系统某种能级分布 D 所拥有的微态数称为分布 D 的微态数,以 WD 表示。根据排列 组合原理,可以算出与该分布相应的微态数。 不同系统微态数的计算方法不同,对定域子系统: , ! ! ( ) ni D L i i i W N g n = 对离域子系统: , ( 1) [ !( 1)!] D N i i i i i W n g n g = + − − 式中 ni 是微能级 i 的能级分布数;gi 为能级的多重度; N为整个系统的粒子总数。在温度不太低的情况下,gi约为 ni的 105倍,在满足 ni <<gi 的条件下,离域子系统某一分布 D 所拥有的微态数可以简化为: , ! ni D N i i i W g n N、U 和 V 确定的条件下,所有能级分布方式的微态数之和,叫做系统的总微态数。以 W 表示 W W =D D 式中WD 为与能级分布 D 相应的微观状态数 6.2.4 等几率原理、最可几分布和平衡分布 统计热力学基本假设:一个 N、U 和 V 确定的平衡系统,任何一种可能出现的微观状态 都具有相同的几率。这个基本假设称为等几率原理。这个原理无法用其他理论来证明,但 其正确性已为大量统计力学推论与实际情况一致得到检验。根据等几率原理,如果系统的 总微态数是 W,则每种可能的微观状态出现的数学几率是:P=1/W 即总微态数的倒数。 各种能级分布具有的微态数是不同的,由于任何一种可能出现的微观状态的几率相等, 因此各种分布出现的几率也各不相同。拥有的微态数较多的分布出现的几率也就较大。可 以将分布 D 所拥有的微态数 WD称为分布 D 的热力学几率。所有各种分布所拥有的全部微态