Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Статистическая физика

.pdf
Скачиваний:
16
Добавлен:
15.08.2013
Размер:
1.89 Mб
Скачать

160

᫨ ­¥ ¢ëç¨â âì < x > ¨§ x, â® á«¥¤ã¥â § ¬¥â¨âì, çâ® ¢ à ¢­®¢¥á¨¨ í­âய¨ï

à ¢­ S0 = S(< x >). ®£¤ ¢¥à®ïâ­®áâì ⮣®, çâ® á¨á⥬ ¯®¯ ¤¥â ¢ á®áâ®ï­¨¥,

å à ªâ¥à¨§ã¥¬®¥ §­ 祭¨¥¬ ¯ à ¬¥âà

x, «¥¦ 騬 ¢ ¨­â¥à¢ «¥ < x >; < x > +dx,

¨¬¥¥â ¢¨¤:

 

 

 

 

~

~

S

 

 

dw = w(x)dx = C exp[S(x) ; S(< x >)]dx = Ce

 

dx

(8.2)

£¤¥ S { ¨§¬¥­¥­¨¥ í­âய¨¨ ¯à¨ ä«ãªâã 樨 dx. (8.1) ¢¥«¨ç¨­

e;S(<x>) ¯à®áâ®

¢ª«î祭 ¢ ­®à¬¨à®¢®ç­ãî ¯®áâ®ï­­ãî C.

 

 

 

áᬮâਬ ¯à¥¤¥«ë ¯à¨¬¥­¨¬®á⨠(8.1), (8.2). ᥠà áá㦤¥­¨ï, ª®â®àë¥ ¯à¨- ¢¥«¨ ­ á ª ­¥©, ­¥ï¢­® ¯®¤à §ã¬¥¢ «¨ ª« áá¨ç¥áª¨© å à ªâ¥à ¢¥«¨ç¨­ x. ®í⮬㠭㦭® ­ ©â¨ ãá«®¢¨¥ ¯à¥­¥¡à¥¦¨¬®á⨠ª¢ ­â®¢ë¬¨ íä䥪⠬¨. § ª¢ ­â®¢®© ¬¥- å ­¨ª¨ ¨§¢¥áâ­® [7], çâ® ¬¥¦¤ã ª¢ ­â®¢®© ­¥®¯à¥¤¥«¥­­®áâìî í­¥à£¨¨ ¨ ª ª®©-«¨¡® ¤à㣮© ¢¥«¨ç¨­ë x ¨¬¥¥â ¬¥áâ® á«¥¤ãî饥 ᮮ⭮襭¨¥:

E x hx

£¤¥ x { ª« áá¨ç¥áª ï ᪮à®áâì ¨§¬¥­¥­¨ï ¢¥«¨ç¨­ë x 2.

ãáâì { å à ªâ¥à­®¥ ¢à¥¬ï ¨§¬¥­¥­¨ï ¢¥«¨ç¨­ë x, â ª çâ® x x= ¨

E x hx

(8.3)

(8.8)

á­®, çâ® £®¢®à¨âì ®¡ ®¯à¥¤¥«¥­­®¬ §­ 祭¨¨ ¢¥«¨ç¨­ë x ¬®¦­® «¨èì ¯à¨ ãá«®¢¨¨

x x, ®âªã¤ ­¥®¡å®¤¨¬®, ç⮡ë

 

 

h

 

E

(8.9)

â.¥. ª¢ ­â®¢ ï ­¥®¯à¥¤¥«¥­­®áâì í­¥à£¨¨ ¤®«¦­ ¡ëâì ¢¥«¨ª

¯® áà ¢­¥­¨î á h= .

­âய¨ï á¨áâ¥¬ë ¡ã¤¥â ¯à¨ í⮬ ¨¬¥âì ­¥®¯à¥¤¥«¥­­®áâì

 

S

h

(8.10)

 

 

T

«ï ⮣®, ç⮡ë (8.1), (8.2) ¨¬¥«¨ ॠ«ì­ë© á¬ëá«, ­¥®¡å®¤¨¬®, çâ®¡ë ­¥â®ç­®áâì í­âய¨¨ ¡ë« ¬ « ¯® áà ¢­¥­¨î á ¥¤¨­¨æ¥©:

h

h

 

T

T

(8.11)

2 á ¬®¬ ¤¥«¥, ¯ãáâì ¤¢¥ 䨧¨ç¥áª¨¥ ¢¥«¨ç¨­ë f ¨ g, ®¯¥à â®àë ª®â®àëå 㤮¢«¥â¢®àïîâ ª®¬-

¬ãâ 樮­­®¬ã ᮮ⭮襭¨î:

 

f^g^ ; g^f^ = ;ih^c

(8.4)

£¤¥ c^ { ­¥ª®â®àë© ®¯¥à â®à. ª¢ §¨ª« áá¨ç¥áª®¬ ¯à¥¤¥«¥ h ! 0 ¢ ¯¥à¢®¬ ¯à¨¡«¨¦¥­¨¨ c^ ¬®¦­®

§ ¬¥­¨âì c-ç¨á«®¬. ®£¤ :

 

f^g^ ; g^f^ = ;ihc

(8.5)

⮠ᮮ⭮襭¨¥ ­ «®£¨ç­® pxx;xpx = ;ih, ⮫쪮 h ! hc. ®á¥¬ã, ¯® ­ «®£¨¨ á ᮮ⭮襭¨¥¬¥©§¥­¡¥à£ x px h, ¬®¦­® § ª«îç¨âì, çâ® ¢ ª¢ §¨ª« áá¨ç¥áª®¬ á«ãç ¥ ¤«ï ¢¥«¨ç¨­ f ¨ g ¨¬¥¥â ¬¥á⮠ᮮ⭮襭¨¥ ­¥®¯à¥¤¥«¥­­®áâ¨:

 

 

 

f g hc

(8.6)

ç áâ­®áâ¨, ¥á«¨ ®¤­®© ¨§ ¢¥«¨ç¨­ ï¥âáï í­¥à£¨ï f H,

®¯¥à â®à ¤à㣮© (^g) ­¥ § ¢¨á¨â

 

i

^

^

 

® ®â ¢à¥¬¥­¨, ⮠ᮣ« á­® g = h

 

(Hg^ ; g^H), ¯®«ãç ¥¬ c = g, ¨ ª¢ §¨ª« áá¨ç¥áª®¥ ᮮ⭮襭¨¥

­¥®¯à¥¤¥«¥­­®á⥩ ¯à¨­¨¬ ¥â ¢¨¤:

 

 

 

 

 

 

E g hg

(8.7)

çâ® ¯à¨ g = x ¨ ¤ ¥â (8.3).

 

161

â® ¨ ¥áâì ¨áª®¬®¥ ãá«®¢¨¥. ਠ᫨誮¬ ­¨§ª¨å ⥬¯¥à âãà å ¨«¨ ¯à¨ ᫨誮¬ ¡ëáâ஬ ¨§¬¥­¥­¨¨ ¢¥«¨ç¨­ë x (¬ «ë¥ !) ä«ãªâã 樨 ­¥«ì§ï à áᬠâਢ âì â¥à- ¬®¤¨­ ¬¨ç¥áª¨, ®­¨ áâ ­®¢ïâáï ª¢ ­â®¢ë¬¨. ¨¦¥ ¬ë ®£à ­¨ç¨¢ ¥¬áï ­ «¨§®¬ «¨èì â¥à¬®¤¨­ ¬¨ç¥áª¨å ä«ãªâã 権.

¥à­¥¬áï ª ä®à¬ã«¥ (8.1). ­âய¨ï S ¨¬¥¥â ¬ ªá¨¬ã¬ ¯à¨ x =< x >= 0.

®í⮬ã:

 

 

@2S

 

 

@S

 

= 0;

< 0:

(8.12)

@x

 

@x2

x=0

 

x=0

 

¥«¨ç¨­ x ¯à¨ ä«ãªâã æ¨ïå

®ç¥­ì ¬ « .

§« £ ï S(x) ¢ àï¤ ¯® á⥯¥­ï¬ x ¨

®£à ­¨ç¨¢ ïáì ç«¥­®¬ ¢â®à®£® ¯®à浪 , ¯®«ã稬:

 

S(x) = S(0) ; 2 x2; > 0®¤áâ ¢«ïï íâ® ¢ (8.1), ¯®«ãç ¥¬:

w(x)dx = Ae; 2 x2 dx

®à¬¨à®¢®ç­ ï ¯®áâ®ï­­ ï A ®¯à¥¤¥«ï¥âáï ãá«®¢¨¥¬

A= p =2 .

ª¨¬ ®¡à §®¬, à á¯à¥¤¥«¥­¨¥ ¢¥à®ïâ­®á⥩ ä«ãªâã ¥âáï à á¯à¥¤¥«¥­¨¥¬ ãáá :

w(x) = r2 e; 2 x2

।­¨© ª¢ ¤à â ä«ãªâã 樨 à ¢¥­:

 

Z;1

< x2 >=

1 dxx2w(x) = 1

®í⮬ã à á¯à¥¤¥«¥­¨¥ ãáá ¬®¦­® § ¯¨á âì ¢ ¢¨¤¥:

(8.13)

(8.14)

R1 dxw(x) = 1, çâ® ¤ ¥â

;1

権 ¢¥«¨ç¨­ë x ®¯à¥¤¥«ï-

(8.15)

(8.16)

1

 

 

x2

 

w(x) =

p

 

exp ;

 

 

(8.17)

2 < x2 >

2 < x2 >

ã­ªæ¨ï w(x) ¨¬¥¥â ⥬ ¡®«¥¥ ®áâàë© ¬ ªá¨¬ã¬, 祬 ¬¥­ìè¥ < x2 >.

 

® ¨§¢¥áâ­®¬ã < x2 > ¬®¦­® ­ ©â¨

­ «®£¨ç­ãî ¢¥«¨ç¨­ã ¤«ï «î¡®© ä㭪樨

'(x). ¢¨¤ã ¬ «®á⨠x ¨¬¥¥¬:

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

< ( ')2 >= d'dx x=0 < x2 > :

(8.18)

­ «®£¨ç­ë¬ ®¡à §®¬ ¬®¦­® ®¯à¥¤¥«¨âì ¢¥à®ïâ­®áâì ®¤­®¢à¥¬¥­­®£® ®âª«®­¥- ­¨ï àï¤ â¥à¬®¤¨­ ¬¨ç¥áª¨å ¢¥«¨ç¨­ ®â ᢮¨å á।­¨å §­ 祭¨©, ®¡®§­ 稬 í⨠®âª«®­¥­¨ï x1; x2; :::; xn. ¢®¤¨¬ í­âய¨î S(x1; x2; :::; xn) ¨ ¯¨è¥¬ à á¯à¥¤¥«¥­¨¥ ¢¥à®ïâ­®á⥩ ¢ ¢¨¤¥ wdx1:::dxn exp[S(x1; :::; xn)]dx1:::dxn. §« £ ¥¬ S ¯® á⥯¥- ­ï¬ xi á â®ç­®áâìî ¤® ç«¥­®¢ ¢â®à®£® ¯®à浪 ¯®«ãç ¥¬:

1

n

1

 

 

S = ;2

X

ikxixk = ;2

ikxixk

(8.19)

 

i;k=1

 

 

 

162

 

{ áãé¥á⢥­­® ®âà¨æ ⥫ì­ãî ª¢ ¤à â¨ç­ãî ä®à¬ã. 祢¨¤­®, çâ® ik = ki. ¯®á«¥¤­¥¬ à ¢¥­á⢥ ¯®¤à §ã¬¥¢ ¥âáï ®¡ëç­®¥ ¯à ¢¨«® á㬬¨à®¢ ­¨ï ¯® ¯®¢â®àïî騬áï ¨­¤¥ªá ¬. ®£¤ :

 

1

ikxixk

 

w = A exp ;2

(8.20)

£¤¥ A ®¯à¥¤¥«ï¥âáï ãá«®¢¨¥¬ ­®à¬¨à®¢ª¨

R

dx1:::dxnw = 1. ®®â¢¥âáâ¢ãî騥 ¢ë-

ç¨á«¥­¨ï ¬®¦­® ¯à®¢¥á⨠᫥¤ãî騬 ®¡à §®¬. ந§¢¥¤¥¬ ­ ¤ ¢¥«¨ç¨­ ¬¨ xi «¨- ­¥©­®¥ ¯à¥®¡à §®¢ ­¨¥:

x

i

= a

ik

x0

(8.21)

 

 

k

 

¤¨ £®­ «¨§ãî饥 ª¢ ¤à â¨ç­ãî ä®à¬ã ikxixk. «ï ⮣®, çâ®¡ë ¢ë¯®«­ï«®áì

ikxixk = x02

 

x0x0 ik

(8.22)

i

i k

 

­ã¦­®, çâ®¡ë ª®íää¨æ¨¥­âë ¯à¥®¡à §®¢ ­¨ï (8.22) 㤮¢«¥â¢®à﫨 ᮮ⭮襭¨ï¬:

ikailakm = lm

(8.23)

¯à¥¤¥«¨â¥«ì ¬ âà¨æë á«¥¢ à ¢¥­ ¯à®¨§¢¥¤¥­¨î ®¯à¥¤¥«¨â¥«¥©:

 

a2 = 1 = Det ik a = Detaik

(8.24)

ª®¡¨ ­ «¨­¥©­®£® ¯à¥®¡à §®¢ ­¨ï xi ! x0i à ¢¥­ a. ®í⮬㠯®á«¥ ¯à®¢¥¤¥­¨ï «¨- ­¥©­®£® ¯à¥®¡à §®¢ ­¨ï (8.21) ¨­â¥£à « à ᯠ¤ ¥âáï ­ ¯à®¨§¢¥¤¥­¨¥ n ®¤¨­ ª®¢ëå ¨­â¥£à «®¢ ¨ á ãç¥â®¬ (8.24) ¯®«ãç ¥¬:

Aa Z;1 dx0 exp ;2x02

n

= p (2 )n=2

= 1

(8.25)

1

1

 

A

 

 

ª¨¬ ®¡à §®¬, ®ª®­ç ⥫쭮 à á¯à¥¤¥«¥­¨¥ ãáá

¤«ï ­¥áª®«ìª¨å ¢¥«¨ç¨­ ¨¬¥¥â

¢¨¤:

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

w =

 

exp ;2 ikxixk

= Detj ikj

(8.26)

 

(2 )n=2

¥£® ¯®¬®éìî ¬®¦­® ­ ©â¨:

 

 

>= ;1

 

 

 

 

 

 

 

 

< xixk

 

(8.27)

 

 

 

 

 

 

 

ik

 

 

£¤¥ ;1

{ í«¥¬¥­â ¬ âà¨æë, ®¡à â­®© ¬ âà¨æ¥ ik. ᫨ ä«ãªâã 樨 ª ª¨å-«¨¡®

ik

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¤¢ãå ¢¥«¨ç¨­ x1 ¨ x2 áâ â¨áâ¨ç¥áª¨ ­¥§ ¢¨á¨¬ë, â® á।­¥¥ ®â ¨å ¯à®¨§¢¥¤¥­¨ï

ä ªâ®à¨§ã¥âáï: < x1x2 >=< x1

>< x2

>= 0, â ª çâ® ;1 = 0. ਠ£ ãáᮢ®¬

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

à á¯à¥¤¥«¥­¨¨ ¢¥à®ïâ­®á⥩ á¯à ¢¥¤«¨¢

¨ ®¡à â­ ï ⥮६ : ¥á«¨ < x1x2

>= 0

(â.¥. ;1

= 0), â® ä«ãªâã 樨 ¢¥«¨ç¨­ x1 ¨ x2 áâ â¨áâ¨ç¥áª¨ ­¥§ ¢¨á¨¬ë.

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«ãªâã 樨 ®á­®¢­ëå 䨧¨ç¥áª¨å ¢¥«¨- 稭.

©¬¥¬áï ⥯¥àì ¢ëç¨á«¥­¨¥¬ á।­¨å ª¢ ¤à ⮢ ä«ãªâã 権 ®á­®¢­ëå â¥à¬®¤¨- ­ ¬¨ç¥áª¨å ¢¥«¨ç¨­, ®â­®áïé¨åáï ª ¢ë¤¥«¥­­®© ¢ ⥫¥ ª ª®©-«¨¡® ¬ «®© ¥£® ç áâ¨.â ¬ « ï ç áâì ¤®«¦­ , à §ã¬¥¥âáï, ᮤ¥à¦ âì ¥é¥ ¤®áâ â®ç­® ¬­®£® ç áâ¨æ.

 

163

«ï â ª¨å ¢¥«¨ç¨­, ª ª í­¥à£¨ï ¨ ®¡ê¥¬, ¨¬¥îé¨å ­ àï¤ã á â¥à¬®¤¨­ ¬¨ç¥- ᪨¬ â ª¦¥ ¨ ç¨áâ® ¬¥å ­¨ç¥áª¨© á¬ëá«, ¯®­ï⨥ ä«ãªâã 権 á ¬®®ç¥¢¨¤­®. ­®, ®¤­ ª®, ­ã¦¤ ¥âáï ¢ ãâ®ç­¥­¨¨ ¤«ï â ª¨å ¢¥«¨ç¨­, ª ª í­âய¨ï ¨ ⥬¯¥à âãà , ®¯à¥¤¥«¥­¨¥ ª®â®àëå ­¥¨§¡¥¦­® á¢ï§ ­® á à áᬮâ७¨¥¬ ⥫ ¢ â¥ç¥­¨¥ ª®­¥ç­ëå ¨­â¥à¢ «®¢ ¢à¥¬¥­¨.

¥à®ïâ­®áâì w ä«ãªâã 樨 exp S, £¤¥ S { ¯®«­ ï í­âய¨ï § ¬ª­ã⮩ á¨- á⥬ë, â.¥. ¢á¥£® ⥫ ¢ 楫®¬. ⥬ ¦¥ ãᯥ宬, ª ª ¬ë ¢¨¤¥«¨ ¢ëè¥, ¬®¦­®

­ ¯¨á âì:

 

 

w exp S

(8.28)

£¤¥ S { ¨§¬¥­¥­¨¥ í­âய¨¨ ¯à¨ ä«ãªâã 樨. § â¥à¬®¤¨­ ¬¨ª¨ ¨§¢¥áâ­® [1, 2],

çâ®

Rmin

 

S = ;

(8.29)

T0

£¤¥ Rmin { ¬¨­¨¬ «ì­ ï à ¡®â , ­¥®¡å®¤¨¬ ï ¤«ï ⮣®, çâ®¡ë ®¡à â¨¬ë¬ ®¡à §®¬ ¯à®¨§¢¥á⨠§ ¤ ­­®¥ ¨§¬¥­¥­¨¥ â¥à¬®¤¨­ ¬¨ç¥áª¨å ¢¥«¨ç¨­ ¤ ­­®© ¬ «®© ç áâ¨

⥫ (¯à¨ ä«ãªâã 樨), ¯® ®â­®è¥­¨î ª ª®â®à®© ®áâ ¢è ïáï ç áâì ⥫

¨£à ¥â

஫ì á।ë á ⥬¯¥à âãன T0. ª¨¬ ®¡à §®¬:

 

 

Rmin

 

 

w exp ; T0

(8.30)

®¤áâ ¢¨¬ áî¤

(¯à¨ 䨪á¨à®¢ ­­ëå ⥬¯¥à âãॠ¨ ¤ ¢«¥­¨¨ á।ë):

 

 

Rmin = E ; T0 S + P0 V

(8.31)

£¤¥ E; S; V

{ ¨§¬¥­¥­¨ï í­¥à£¨¨, í­âய¨¨ ¨ ®¡ê¥¬ ¬ «®© ç á⨠⥫ ¯à¨

ä«ãªâã 樨,

T0 ¨ P0 { ⥬¯¥à âãà ¨ ¤ ¢«¥­¨¥ \á।ë", â.¥. à ¢­®¢¥á­ë¥ §­ -

祭¨ï ⥬¯¥à âãàë ¨ ¤ ¢«¥­¨ï ⥫ . ¨¦¥ ¨­¤¥ªá ­ã«ì ®¯ã᪠¥¬, ¯®¤à §ã¬¥¢ ï ¢

ª®íää¨æ¨¥­â å à ¢­®¢¥á­ë¥ §­ 祭¨ï. ®£¤

¨¬¥¥¬:

 

 

w exp ;

E

 

T S + P V

 

 

 

 

 

;

T

 

exp ; T

(8.32)

£¤¥ { ¨§¬¥­¥­¨¥ â¥à¬®¤¨­ ¬¨ç¥áª®£® ¯®â¥­æ¨ «

¯à¨ ä«ãªâã 樨. ਠV = 0,

в.¥. ¯а¨ ®вбгвбв¢¨¨ д«гªвг ж¨© ®¡к¥¬ , ¨¬¥¥¬:

 

 

 

 

 

 

w exp ;

F

 

 

 

(8.33)

 

 

T

 

 

£¤¥ F { ¨§¬¥­¥­¨¥ ᢮¡®¤­®© í­¥à£¨¨ ¯à¨ ä«ãªâã 樨.

¬¥â¨¬, çâ® ä®à¬ã«ë (8.32), (8.33) ¢ â ª®¬ ¢¨¤¥ ¯à¨¬¥­¨¬ë ª «î¡ë¬ ä«ãªâã- æ¨ï¬ { ª ª ­¥¡®«ì訬, â ª ¨ §­ ç¨â¥«ì­ë¬. ¯à¨¬¥­¥­¨¨ ª ¬ «ë¬ ä«ãªâã æ¨ï¬ ¤¥©áâ¢ã¥¬ á«¥¤ãî騬 ®¡à §®¬. §« £ ï E ¢ àï¤, ¯®«ã稬:

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

@2E

 

 

 

@2E

 

 

@2E

 

 

 

 

E ; T S + P V =

 

@S2 ( S)2 + 2

 

 

S V +

@V 2 ( V )2

 

(8.34)

 

 

2

@S@V

 

 

£¤¥ ç«¥­ë ¯¥à¢®£® ¯®à浪

 

¢ à §«®¦¥­¨¨ E ᮪à ⨫¨áì á ãç¥â®¬

@E

= T ¨

 

@S

@E

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

P . ¥âà㤭® ã¡¥¤¨âìáï, çâ® (8.34) ¬®¦­® ¯¥à¥¯¨á âì ª ª:

 

 

@V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

S

@E

 

+ V

@E

=

1

; P V ):

 

 

 

 

 

2

 

 

@S

V

 

@V

 

S

2( S T

 

(8.35)

164

 

®£¤ ¯®«ãç ¥¬ ¢¥à®ïâ­®áâì ä«ãªâã 樨 ¢ ¢¨¤¥:

 

 

 

 

2T

 

 

 

w

 

exp

 

P V ; T S

 

:

(8.36)

§ í⮩ ®¡é¥© ä®à¬ã«ë ¬®¦­® ­ ©â¨ ä«ãªâã 樨 à §«¨ç­ëå â¥à¬®¤¨­ ¬¨ç¥áª¨å ¢¥«¨ç¨­.

롥६ á­ ç « ¢ ª ç¥á⢥ ­¥§ ¢¨á¨¬ëå V ¨ T . ®£¤ :

S =

 

@S

 

 

T +

 

@S

 

V =

Cv

T +

 

@P

 

V

(8.37)

 

@T

V

 

 

 

 

@V

T

 

 

 

T

 

 

 

 

@T

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P =

@P@T

V T +

@V@P

T V:

 

 

 

(8.38)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

®¤áâ ¢«ïï í⨠¢ëà ¦¥­¨ï ¢ (8.36) ¢¨¤¨¬, çâ® ç«¥­ë á V T ᮪à é îâáï ¨

®áâ ¥âáï:

 

 

 

 

 

 

Cv

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

@P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w exp

 

;

 

( T )2

 

 

 

 

 

( V )2 :

 

 

 

 

2T 2

+

2T

 

 

@V

 

 

 

(8.39)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

â® ¢ëà ¦¥­¨¥ à ᯠ¤ ¥âáï ­ ¤¢ ¬­®¦¨â¥«ï, § ¢¨áï騥 ⮫쪮 ®â T ¨«¨ V .à㣨¬¨ á«®¢ ¬¨, ä«ãªâã 樨 ⥬¯¥à âãàë ¨ ®¡ê¥¬ áâ â¨áâ¨ç¥áª¨ ­¥§ ¢¨á¨¬ë:

< T V >= 0

(8.40)

à ¢­¨¢ ï ¯®®ç¥à¥¤­® ª ¦¤ë© ¨§ ¤¢ãå ¬­®¦¨â¥«¥©, ­

ª®â®àë¥ à ᯠ¤ ¥âáï (8.39)

á ®¡é¥© ä®à¬ã«®© à á¯à¥¤¥«¥­¨ï ãáá

(8.17), ­ 室¨¬ á«¥¤ãî騥 ¢ëà ¦¥­¨ï

¤«ï á।­¨å ª¢ ¤à ⮢ ä«ãªâã 権 ⥬¯¥à âãàë ¨ ®¡ê¥¬ :

 

< ( T )2

>=

T2

 

 

(8.41)

Cv

 

 

< ( V )2 >= ;T

 

@V

 

:

(8.42)

 

 

@P

T

®«®¦¨â¥«ì­®áâì íâ¨å ¢¥«¨ç¨­ ®¡¥á¯¥ç¨¢ ¥âáï â¥à¬®¤¨­ ¬¨ç¥áª¨¬¨ ­¥à ¢¥­- á⢠¬¨ Cv > 0 ¨ (@P=@V )T < 0 [1, 2].

롥६ ⥯¥àì ¢ ª ç¥á⢥ ­¥§ ¢¨á¨¬ëå ¯¥à¥¬¥­­ëå ¢ (8.36) P ¨ S. ®£¤ :

 

 

 

V =

 

@V@P

 

 

P +

 

@V@S

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

T =

@T

S +

@T

 

 

P =

 

T

 

S +

@T

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

@S

P

 

 

@P

 

 

S

 

Cp

 

 

@P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

® ᮣ« á­® dW = T dS + V dP ¨¬¥¥¬

;@V@S

P =

@2W

=

;

@T

S, ⮣¤ :

@P@S

@P

 

 

 

V =

 

@V

 

 

P +

 

 

@T

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

@P

 

 

 

 

 

@P

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

®¤áâ ¢«ïï V ¨ T ¢ (8.36), ­ ©¤¥¬:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w exp

 

 

1

 

 

@V

 

 

 

 

 

( P)2 ;

1

( S)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2T

 

@P

 

 

S

2Cp

 

 

 

(8.43)

(8.44)

(8.45)

(8.46)

 

 

 

 

165

ª ¨ ¢ëè¥, íâ® ¢ëà ¦¥­¨¥ à ᯠ¤ ¥âáï ­

¬­®¦¨â¥«¨, § ¢¨áï騥 ®â P ¨ S.

ª¨¬ ®¡à §®¬:

 

 

 

 

< ( S)2 >= Cp

 

(8.47)

< ( P )2 >= ;T

 

@P

(8.48)

 

@V

 

 

 

 

 

S

§ ¯®«гз¥­­ле д®а¬г« ¢¨¤­®, зв® ба¥¤­¨¥ ª¢ ¤а вл д«гªвг ж¨© ¤¤¨в¨¢­ле в¥а¬®¤¨­ ¬¨з¥бª¨е ¢¥«¨з¨­ { ®¡к¥¬ ¨ н­ва®¯¨¨ { ¯а®¯®аж¨®­ «м­л а §¬¥а ¬ (®¡к¥¬г) в¥е з бв¥© в¥« , ª ª®в®ал¬ ®­¨ ®в­®бпвбп. ®®в¢¥вбв¢¥­­®, ба¥¤­¥ª¢ ¤а - в¨з­л¥ д«гªвг ж¨¨ нв¨е ¢¥«¨з¨­ pV , ®â­®á¨â¥«ì­ë¥ ä«ãªâã 樨 1=pV .⮦¥ ¢à¥¬ï ¤«ï ⥬¯¥à âãàë ¨ ¤ ¢«¥­¨ï ®¡à â­® ¯à®¯®à樮­ «ì­ë ª®à­î ¨§ ®¡ê¥¬ 㦥 á ¬¨ ¨å á।­¥ª¢ ¤à â¨ç­ë¥ ä«ãªâã 樨.

ëà ¦¥­¨ï ¤«ï ä«ãªâã 権 â¥à¬®¤¨­ ¬¨ç¥áª¨å ¢¥«¨ç¨­ ¬®£ãâ ¡ëâì ¯®«ãç¥­ë ¨ ­¥¯®á।á⢥­­® ¨§ à á¯à¥¤¥«¥­¨ï ¨¡¡á . ª ç¥á⢥ ¯à¨¬¥à à áᬮâਬ ä«ãª-

âã 樨 ç¨á« ç áâ¨æ. ®£« á­® ®¯à¥¤¥«¥­¨î ¡®«ì讣® ª ­®­¨ç¥áª®£®

­á ¬¡«ï

¨¬¥¥¬:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

EnN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e;

 

 

 

 

 

 

 

< N >= eT

 

 

 

Ne T

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

(8.49)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¨ää¥à¥­æ¨àãï íâ® ¢ëà ¦¥­¨¥ ¯® (¯à¨ ¯®áâ®ï­­ëå V ¨ T), ¯®«ã稬:

 

@ < N >

 

1

 

 

 

 

N2

 

 

 

@

 

N

 

 

 

 

 

e;

EnN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

eT

+ N

 

e

T

 

 

 

 

 

 

 

 

T =

 

@

T

@

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

1

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

@

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

< N2 > + < N >

 

(8.50)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

@

® @ =@ = ; < N >, â ª çâ®:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

@ < N >

=

 

1

(< N2 >

;

< N >2) =

 

1

 

< ( N)2 >;

(8.51)

@

 

 

T

 

T

ᮮ⢥âá⢥­­®:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

< ( N)2 >=

T (@N=@ )

T;V

:

 

 

 

 

 

(8.52)

§ ¯®«ã祭­ëå ä®à¬ã« ïá­®, çâ® á।­¥ª¢ ¤à â¨ç­ë¥ ä«ãªâã 樨 â ª¨å ¢¥«¨ç¨­, ª ª í­¥à£¨ï, ®¡ê¥¬ ¨ ¤ ¢«¥­¨¥ áâ६ïâáï ª ­ã«î ¯à¨ T ! 0. â® ®¡é¥¥ ᢮©á⢮ ¢á¥å â¥à¬®¤¨­ ¬¨ç¥áª¨å ¢¥«¨ç¨­, ¨¬¥îé¨å â ª¦¥ ¨ ç¨áâ® ¬¥å ­¨ç¥áª¨© á¬ëá«, ­® ¢®®¡é¥ £®¢®àï, ­¥ ®â­®á¨âáï ª â ª¨¬ ç¨áâ® â¥à¬®¤¨­ ¬¨ç¥áª¨¬ ¢¥«¨ç¨­ ¬, ª ª í­âய¨ï ¨ ⥬¯¥à âãà . ®£« á­® (8.41), ¥á«¨ áç¨â âì í­¥à£¨î ⥫ § ¤ ­­®© ¢¥«¨- 稭®©, â® ­¥«ì§ï ¯à¨¯¨áë¢ âì ⥫㠢¯®«­¥ ®¯à¥¤¥«¥­­ãî ⥬¯¥à âãàã, ®­ ä«ãªâã¨àã¥â ¨ (8.41) å à ªâ¥à¨§ã¥â â®ç­®áâì, á ª®â®à®© ¬®¦¥â ¡ëâì ¤ ­® ®¯à¥¤¥«¥­¨¥ ⥬¯¥à âãàë ¨§®«¨à®¢ ­­®£® ⥫ .

«ãªâã 樨 ¢ ¨¤¥ «ì­®¬ £ §¥.

áᬮâਬ ¢®¯à®á ® ¢ëç¨á«¥­¨¨ < ( N)2 > á ­¥áª®«ìª® ¤à㣮© áâ®à®­ë. ®£« á­® (8.42) ¤«ï ä«ãªâã 権 ®¡ê¥¬ ¨¬¥¥¬ < ( V )2 >= ;T ;@V@P T . ¥«ï ®¡¥ ç á⨠í⮣®

166

 

à ¢¥­á⢠­

N2, ­ 室¨¬ ä«ãªâã æ¨î ®¡ê¥¬ , ¯à¨å®¤ï饣®áï ­

®¤­ã ç áâ¨æã:

 

 

 

 

 

 

V

 

T

 

@V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

< ( N )2 >= ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(8.53)

 

 

 

 

N2

 

 

@P

 

T

®âáî¤ ¬®¦­® ­ ©â¨ ä«ãªâã æ¨î ç¨á«

ç áâ¨æ, ­ 室ïé¨åáï ¢ ®¯à¥¤¥«¥­­®¬ ¢ë-

¤¥«¥­­®¬ ¢ ⥫¥ ®¡ê¥¬¥. ®áª®«ìªã ¯à¨ í⮬ V ¥áâì § ¤ ­­ ï ¢¥«¨ç¨­ , â® ¨¬¥¥¬

 

V

= V

1

= ;

V

N, ⮣¤ ¯®¤áâ ­®¢ª ¢ (8.53) ¤ ¥â:

 

N

N

N2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N2

 

@V

 

 

 

 

 

 

 

 

< ( N)2 >= ;T V 2

 

 

@P

 

T

(8.54)

®¤áâ ¢«ïï áî¤ ãà ¢­¥­¨¥ á®áâ®ï­¨ï ¨¤¥ «ì­®£® £ § V = NT=P , ¯®«ãç ¥¬:

 

 

 

 

 

 

< ( N)2 >= N

 

 

(8.55)

®£¤ ®â­®á¨â¥«ì­ ï ä«ãªâã æ¨ï ¥áâì:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

< ( N)2 >1=2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

=

p

 

:

 

(8.56)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

áᬮâਬ ¤ «¥¥ ä«ãªâã 樨 ¢ à á¯à¥¤¥«¥­¨¨ ç áâ¨æ £ § ¯® à §«¨ç­ë¬ ª¢ ­â®- ¢ë¬ á®áâ®ï­¨ï¬. ãáâì nk { ç¨á«® ç áâ¨æ, ­ 室ïé¨åáï ¢ k-¬ ª¢ ­â®¢®¬ á®áâ®ï­¨¨.¢¨¤ã ¯®«­®© áâ â¨áâ¨ç¥áª®© ­¥§ ¢¨á¨¬®á⨠í⮩ á¨á⥬ë ç áâ¨æ ®â ®áâ «ì­ëå ç - áâ¨æ £ § , ¬®¦­® ¯à¨¬¥­¨âì ª ­¥© ä®à¬ã«ã (8.52):

< ( nk)2 >= T @ < nk >

(8.57)

@

 

«ï ä¥à¬¨(¡®§¥)-£ § , ¯®á«¥ ¯®¤áâ ­®¢ª¨ < nk >= [e("k; )=T + 1];1 ¯®«ãç ¥¬:

< ( nk)2 >=< nk > (1; < nk >):

(8.58)

­ «®£¨ç­ë¬ ®¡à §®¬, ¤«ï ¡®§¥-£ § :

 

< ( nk)2 >=< nk > (1+ < nk >):

(8.59)

«ï ¡®«ìæ¬ ­®¢áª®£® £ § , ¯®á«¥ ¯®¤áâ ­®¢ª¨ < nk >= e( ;"k)=T ¯®«ãç ¥¬ ¢ëà - ¦¥­¨¥:

< ( nk)2 >=< nk >

 

(8.60)

¢ ª®â®à®¥ ¯¥à¥å®¤ï⠯।ë¤ã騥 ä®à¬ã«ë (8.58) ¨ (8.59) ¯à¨ nk

1. à®áã¬-

¬¨à㥬 (8.58) ¨ (8.59) ¯® £à㯯¥ ¨§ Gj ¡«¨§ª¨å ã஢­¥©, ᮤ¥à¦ é¨å Nj =

nk

ç áâ¨æ. ᨫã áâ â¨áâ¨ç¥áª®© ­¥§ ¢¨á¨¬®á⨠ä«ãªâã 権 à §«¨ç­ëå nk ¯®«ã稬:

< ( Nj)2 >= Gj < nj > (1 < nj >) = Nj 1

 

 

 

P

< Nj

>

(8.61)

Gj

 

£¤¥ < nj > { á।­¥¥ §­ 祭¨¥ ¡«¨§ª¨å ¤à㣠ª ¤àã£ã < nk >, < Nj >=< nj > Gj.⨠ä®à¬ã«ë ¬®¦­® ¯à¨¬¥­¨âì, ­ ¯à¨¬¥à, ª £ §ã ä®â®­®¢, ¤«ï 祣® ¯®«®¦¨¬

¢ (8.59) = 0. áᬮâਬ ᮢ®ªã¯­®áâì ª¢ ­â®¢ëå á®áâ®ï­¨© ä®â®­®¢ (¢ ®¡ê- ¥¬¥ V ) á ¡«¨§ª¨¬¨ §­ 祭¨ï¬¨ ç áâ®â, «¥¦ 騬¨ ¢ ¬ «®¬ ¨­â¥à¢ «¥ !j. ¨á«® ᮮ⢥âáâ¢ãîé¨å á®áâ®ï­¨© à ¢­® Gj = V !j2 !j= 2c3. ¡é ï í­¥à£¨ï ª¢ ­â®¢ ¢

< ( N)2 >=< N >

 

167

í⮬ ¨­â¥à¢ «¥ ç áâ®â ¥áâì E !j = Njh!j. ¬­®¦ ï (8.61) ­ (h!j)2 ¨ ®¯ãáª ï ¨­- ¤¥ªá j, ¯®«ã稬 á«¥¤ãî饥 ¢ëà ¦¥­¨¥ ©­è⥩­ ¤«ï ä«ãªâã 樨 í­¥à£¨¨ E !

ä®â®­­®£® £ § ¢ § ¤ ­­®¬ ¨­â¥à¢ «¥ ç áâ®â !:

< ( E !)2 >= h!E ! +

2c3(E !)2 :

(8.62)

 

V !2 !

 

áᬮâਬ ¥é¥ ¢®¯à®á ® ä«ãªâã 樨 ç¨á«

ç áâ¨æ ¢ ¢ë¤¥«¥­­®¬ ®¡ê¥¬¥ ¨¤¥-

«ì­®£® £ § V . ਠí⮬ ¨¬¥¥â á¬ëá« à áᬮâà¥âì ¨ ¡®«ì訥 ä«ãªâã 樨, ª®£¤

N; < N > áâ ­®¢¨âáï áà ¢­¨¬ë¬ á < N >. â®â ¢®¯à®á ¨¬¥¥â á¬ëá« «¨èì ¢ ¯à¨¬¥­¥­¨¨ ª ¡®«ìæ¬ ­®¢áª®¬ã £ §ã, â ª ª ª ¢ £ § å ¥à¬¨ ¨ ®§¥ ¢¥à®ïâ­®áâì â ª¨å ä«ãªâã 権 ¬®¦¥â áâ âì § ¬¥â­®© «¨èì ¢ áâ®«ì ¬ «ëå ®¡ê¥¬ å, çâ® áâ ­®- ¢ïâáï áãé¥á⢥­­ë¬¨ ª¢ ­â®¢ë¥ ä«ãªâã 樨. ®£« á­® ¡®«ì讬ã à á¯à¥¤¥«¥­¨î

¨¡¡á , à á¯à¥¤¥«¥­¨¥ N ç áâ¨æ £ § ¯® à §«¨ç­ë¬ ª¢ ­â®¢ë¬ á®áâ®ï­¨ï¬ ¯à®- ¯®à樮­ «ì­®

 

P

exp

+ NT; P"k

;

(8.63)

£¤¥

"k ¥áâì á㬬 í­¥à£¨© ®â¤¥«ì­ëå ç áâ¨æ. «ï ¯®«ã祭¨ï ¨áª®¬®© ¢¥à®ïâ-

­®á⨠wN ­ ¤® ¯à®á㬬¨à®¢ âì íâ® ¢ëà ¦¥­¨¥ ¯® ¢á¥¬ á®áâ®ï­¨ï¬ ç áâ¨æ, ¯à¨- 室ïé¨¬ï ­ § ¤ ­­ë© ®¡ê¥¬ V . ந§¢®¤ï á㬬¨à®¢ ­¨¥ ¯® á®áâ®ï­¨ï¬ ª ¦¤®©

ç áâ¨æë ­¥§ ¢¨á¨¬®, ­ã¦­® ¥é¥ à §¤¥«¨âì १ã«ìâ â ­

N!, â ª çâ® ¯®«ãç ¥âáï:

=T

X

 

N

 

 

;"

 

wN = eN!

 

 

 

k

e

T k !

(8.64)

â®ïé ï §¤¥áì á㬬 ¯à¥¤áâ ¢«ï¥â ᮡ®© ¯à®áâ® á।­¥¥ ç¨á«® ç áâ¨æ ¢ à áᬠ-

âਢ ¥¬®¬ ®¡ê¥¬¥:

 

 

;"k

 

 

 

 

 

 

e

=< N > :

(8.65)

 

 

T

 

k

 

 

 

 

 

 

®£¤ :

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

< N >N

 

 

 

wN = const

;

(8.66)

 

N!

 

 

 

 

 

 

 

¨ ­ å®¤ï ¨§ ãá«®¢¨ï ­®à¬¨à®¢ª¨ const = e;<N> 3 ¯®«ãç ¥¬:

 

 

wN =

< N >N e;<N>

(8.67)

 

 

 

N!

 

 

 

 

 

 

 

 

{ â ª ­ §ë¢ ¥¬®¥ à á¯à¥¤¥«¥­¨¥ ã áá®­ . ¥£® ¯®¬®éìî í«¥¬¥­â à­® ¯®ª §ë- ¢ ¥âáï [1, 2], çâ® ¤«ï á।­¥£® ª¢ ¤à â ä«ãªâã 樨 ç¨á« ç áâ¨æ ¨¬¥¥¬ ¯à¥¦­¥¥ §­ 祭¨¥:

(8.68)

â ª çâ® íâ® ¢ëà ¦¥­¨¥ á¯à ¢¥¤«¨¢® ­¥ ⮫쪮 ¯à¨ ¡®«ìè¨å, ­® ¢®®¡é¥ ¯à¨ «î¡ëå §­ 祭¨ïå < N >.

3 ⮠᢮¤¨âáï ª = ;P V = ; < N > T , ¢ ᮮ⢥âá⢨¨ á ãà ¢­¥­¨¥¬ á®áâ®ï­¨ï ¨¤¥ «ì­®£® £ § .

168

 

« ¢ 9

-

¥â®¤ ¬®«¥ªã«ïà­®£® ¯®«ï ¢ ⥮ਨ ¬ £- ­¥â¨§¬ .

­­л© а §¤¥« ªгаб ¯®б¢пй¥­ н«¥¬¥­в а­®¬г ¢¢¥¤¥­¨о ¢ в¥®а¨о д §®¢ле ¯¥- а¥е®¤®¢ II த ¨ ªа¨в¨з¥бª¨е п¢«¥­¨©. а®бв¥©и¥© ¬¨ªа®бª®¯¨з¥бª®© ¬®¤¥«мо в ª®£® ¯¥а¥е®¤ п¢«п¥вбп в¥®а¨п ¬®«¥ªг«па­®£® ¯®«п ¥©бб , ª з¥бв¢¥­­® ®¯¨- бл¢ ой п д §®¢л© ¯¥а¥е®¤ ¢ д¥а஬ £­¨в­®¥ б®бв®п­¨¥. н⮬ ¯а¨¬¥а¥ «¥£ª® ¨§гз¨вм ®б­®¢­л¥ ®б®¡¥­­®бв¨ § ¤ з¨, ª®в®ал¥ ¯а®п¢«повбп, д ªв¨з¥бª¨, ¯а¨ д - §®¢ле ¯¥а¥е®¤ е ¯®зв¨ ¢ «о¡ле ¤аг£¨е б¨бв¥¬ е.

áᬮâਬ á­ ç « áâ â¨áâ¨ç¥áªãî ¬¥å ­¨ªã ᢮¡®¤­ëå ᯨ­®¢ ¢ ¬ £­¨â­®¬ ¯®«¥ (¯ à ¬ £­¥â¨ª á «®ª «¨§®¢ ­­ë¬¨ ¬ £­¨â­ë¬¨ ¬®¬¥­â ¬¨). ¬¨«ìâ®­¨ ­ á¨áâ¥¬ë ¨§ N ­¥¢§ ¨¬®¤¥©áâ¢ãîé¨å ᯨ­®¢ Si ¢® ¢­¥è­¥¬ ¬ £­¨â­®¬ ¯®«¥ H, ¨¬¥¥â ¢¨¤:

N

H = ;g B X SiH (9.1)

i=1

£¤¥ g { £¨à®¬ £­¨â­®¥ ®â­®è¥­¨¥, B = 2emch { ¬ £­¥â®­ ®à . ¤ «ì­¥©è¥¬, ¤«ï ªà ⪮á⨠¨á¯®«ì§ã¥¬ ®¡®§­ 祭¨¥ ~ = g B. ¯¨­®¢ë¥ á®áâ®ï­¨ï å à ªâ¥à¨-

§говбп ¥£® ¯а®¥ªж¨¥© ­ ¢­¥и­¥¥ ¬ £­¨в­®¥ ¯®«¥, ª®в®а п ¬®¦¥в ¯а¨­¨¬ вм 2S +1 §­ з¥­¨© (mi = ;S; ;S + 1; :::; S ; 1; S).

169