29. Понятие состояния физической системы. Параметры состояния системы. Определение состояния системы в динамических и статистических теориях и законах.

Состояние физической системы - это конкретная определенность системы, однозначно детерминирующая ее эволюцию во времени. Для задания состояния системы необходимо: . определить совокупность физических величин, описывающих данное явление и характеризующих состояние системы, - параметры состояния системы; . выделить начальные условия рассматриваемой системы (зафиксировать значение параметров состояния в начальный момент времени); . применить законы движения, описывающие эволюцию системы. ПОНЯТИЕ СОСТОЯНИЯ В ДИНАМИЧЕСКИХ ТЕОРИЯХ. Параметром, характеризующим состояние механической системы, что является совокупность всех координат и импульсов материальных точек, составляющих эту систему. Задать состояние механической системы - значит указать все координаты rі (xі, yі, zі) и импульсы Pі всех материальных точек. Основная задача динамики состоит в том, чтобы, зная начальное состояние системы и законы движения (законы Ньютона), однозначно определить состояние системы во все последующие моменты времени, то есть однозначно определить траектории движения частиц. Траектории движения получаются путем интегрирования дифференциальных уравнений движения. Траектории движения дают полное описание поведения частиц в прошлом, настоящем и будущем, то есть характеризуются свойствами детерминированности и обратимости. Здесь полностью исключается элемент случайности, все заранее жестко причинно-следственно обусловлено. Можно сказать, что в динамических теориях необходимость, отраженная в формуле закона выступает как абсолютная противоположность случайному.  КЛАССИЧЕСКАЯ РАВНОВЕСНАЯ ТЕРМОДИНАМИКА. Классическая равновесная термодинамика вводит две однозначно равномерные функции состояния - внутреннюю энергию и энтропию. Понятие равновесности процессов, то есть процессов, протекающих бесконечно медленно, практически снимает вопрос о рассмотрении эволюции систем. Поэтому с помощью термодинамики, в основном, устанавливаются связи между термодинамическими параметрами различных равновесных состояний. КЛАССИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИКА. Здесь состояния электромагнитного поля задается значениями напряженностей Е и Н и индукцией D и В электрических и магнитных полей. Уравнения Максвелла позволяют для этих четырех величин по заданным начальным значениям Е и Н внутри некоторого объёма (и граничным условиям) однозначно определить величину электромагнитного поля в любой последующий момент времени. ПОНЯТИЕ СОСТОЯНИЯ В СТАТИСТИЧЕСКИХ ТЕОРИЯХ. При рассмотрении систем, состоящих из огромного числа частиц, состояние системы характеризуют неполным набором значений координат и импульсов всех частиц, а вероятностью того, что эти значения лежат внутри определенных интервалов. Тогда состояния системы задается с помощью функции распределения, зависящей от координат, импульсов всех частиц системы и от времени. Функция распределения интерпретируется как плотность вероятности обнаружения той или иной физической величины (например, xі или Pі) в определенных интервалах. По известной функции распределения можно найти среднее значение любой физической величины, зависящей от координат и импульсов, и вероятность того, что эта величина принимает определенное значение в заданных интервалах. КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА. В квантовой механике вектором состояния является волновая функция, представляющая собой амплитуду вероятности. Уравнение Шредингера однозначно описывает эволюцию состояния в течении времени. Волновая функция представляет собой, таким образом полную характеристику состояния: зная волновую функцию, можно вычислять вероятность обнаружения определенного значения любой физической величины в средние значения всех физических величин. Существует разное различие между описанием состояния в статистической физике и в квантовой механике. Оно состоит в том, что состояние в квантовой механике описывается не плотностью вероятности, а амплитудой вероятности. Плотность вероятности пропорциональна квадрату амплитуды вероятности. Это и приводит к сугубо квантовому эффекту интерференции вероятностей.