（分子动力论平衡态）.ppt

分子动理学理论平衡态理论《热学》1第二章分子动理学(平衡态理论)热学(按描述方法分)宏观描述热学(按描述对象分)微观描述平衡态理论非平衡态理论分子动理学《热学》2第二章分子动理学(平衡态理论)分子动理学与统计物理分子动理学的主要特点 考虑分子间的碰撞和相互作用利用力学定律和概率论来讨论分子运动力图描述气体由非平衡向平衡态的转变统计物理从物质的微观结构和相互作用出发,采用概率统计的方法来说明和预言由大量粒子组成的宏观物体的物理性质分子动理论属广义的统计物理狭义的统计物理指玻尔兹曼统计和吉布斯统计《热学》3第二章分子动理学(平衡态理论)如何看待“近似处理”近似处理是对自然现象的简化近似的实质:把握主要矛盾,弱化次要矛盾带来的处理过程的中的困难恰当的处理近似是物理学的基本功近似处理后得到的结果依赖于近似程度,对于同一问题可以给出不同理论深度的解释。近似越少,越接近真实,但数学越复杂。对学****者来说,重点应掌握基本物理概念、处理问题的物理思想及基本的物理方法,熟悉物理理论的重要基础--基本实验事实,在某些问题上可暂不去追求理论的十分严密与结果的十分精确。因为相当简单的例子中常常包含物理过程的精华,它常常能解决概念上的困难并能指出新的计算步骤及近似方法。《热学》4第二章分子动理学(平衡态理论)§2-2概率论的基本知识迦尔顿板实验初始状态的随机性导致小球落入槽内这一事件也是随机的大量随机事件的统计结果具有规律性!统计规律的特点大量随机事件的整体规律,对少量事件没有意义一次结果是偶然的,但处于某一结果的可能性是确定的统计规律永远伴随涨落现象概率:事件发生的可能性若在相同的条件下重复进行同一试验,在总次数N足够多的情况下,某一事件出现的次数NL与总次数N的百分比就是该事件出现的概率等概率性:如果无特殊理由,系统一切可能状态出现的概率相等《热学》5第二章分子动理学(平衡态理论)概率的基本性质概率相加法则互相排斥(不相容)事件:在一定条件下有两个事件甲和乙,在一次试验中出现甲而不出现乙,或出现乙而不出现甲。概率相加法则:几个互相排斥事件(不相容事件)发生的总概率是每个事件发生概率之和。概率相乘法则相互独立事件:在一定条件下有两个事件,其中一个事件的发生与另一个事件是否发生无关。概率相乘法则:同时或依次发生的互不相关(相互独立事件)发生的概率等于各个事件概率之积。《热学》6第二章分子动理学(平衡态理论)随机变量基本术语随机现象:一定条件下,可能发生也可能不发生或者可能出现多种结果的偶然现象。随机事件:在一定条件下,对随机现象进行试验的每一个可能结果样本空间:随机现象所有可能的结果组成的集合样本点:样本空间的元素,即随机现象所有可能的结果随机变量:对应样本空间中的每一个样本点,都有唯一实数与之对应,该实数变量称为随机变量。《热学》7第二章分子动理学(平衡态理论)随机变量举例打靶试验样本点样本空间随机变量X,Y抛硬币试验样本空间{正面朝上,背面朝上}随机变量u=0or1一定温度下测定气体分子速率样本空间{v|0<v<infinity}随机变量v《热学》8第二章分子动理学(平衡态理论)平均值离散随机变量的平均值测量离散随机变量u的数值共N次。其中得u1为N1次,u2为N2次,…则平均值运算法则设f(u)是随机变量u的函数,则归一化条件:∑Pi=1Pi称为ui的概率分布。《热学》9第二章分子动理学(平衡态理论),则方均偏差相对方均根偏差:涨落独立事件概率相乘《热学》10第二章分子动理学(平衡态理论)