Statistisk mekanik

Från Wikipedia
Hoppa till: navigering, sök

Statistisk mekanik, statistisk termodynamik, är den del av termodynamiken som beskriver fenomen som till exempel temperatur och tryck, utifrån en rent statistisk förklaringsmodell. Den följer ett antagande om att för stora mängder partiklar har partiklar olika energier enligt en viss sannolikhetsfördelning. Under 1800-talet upptäcktes Maxwell-fördelningen:

f(E)_{M}= e^{-\frac{E}{kT}}.

Den fungerar bra som beskrivning av de flesta termodynamiska fenomen under normala förhållanden med höga temperaturer och mycket tillgänglig energi. Däremot bryter teorin samman vid mycket låga temperaturer och låga energier, något som ställde till stora problem för dåtidens fysiker.

Problemet löstes emellertid av Albert Einstein genom hans teori om den fotoelektriska effekten.

Det visar sig att för mycket låga temperaturer och låga energier följer energifördelningen antingen Bose-Einstein-fördelningen för bosoner, eller Fermi-Dirac-fördelningen för fermioner.