Kan nå gå over til ideelle gasser. Å starte våre undersøkelser, la oss vurdere en enkelt partikkel i en boks. Husker at de tillatte energiløsninger Schrödinger er
der m er massen til partikkelen og L er lengden på den ene siden av boksen. Partisjonsfunksjonen er da Hvis temperaturen er høy nok, slik at avstanden mellom tilstøtende energiverdier som er liten i forhold, kan vi erstatte summeringer med integralene. Vi kan også faktor hver integrert slik at den tredoble integrert blir et produkt av tre identiske integraler (7,1) der. La x = a n x. Integrere dette, får vi Z = n q V product: (7.2) der kalles quantum konsentrasjon. Når vi vet Z , vi umiddelbart kan beregne andre funksjoner. For eksempel er den gjennomsnittlige energiforbruket for partikkel (7,3) Hvis vi nå setter N identifiserbare partikler i en boks slik at antall tettheten av partikler, n = N Twitter / V tilfreds n n q, så vi er i den klassiske regime. Anta at partiklene ikke kommuniserer. Så hver partikkel kan avbildet som å være i en egen boks. I dette tilfellet kan partisjonsfunksjonen for hele systemet skrives som Det viktige faktum med å huske på dette resultatet er at partiklene er helt identifiserbare. Dessuten er den siste linjen av dette resultatet bare sant hvis partiklene har alle det samme masse. Hvis massene forskjellig for hver partikkel, deretter partisjonsfunksjonen er bare Z N = Z l Z Anmeldelser 2 Z 3 ... Z N Hvis partiklene er identiske, må vi telle antall partikler i hver stat . Hvis bane indeksene er alle forskjellige, så hver oppføring i partisjonsfunksjonen vil skje N ! ganger i Z 1 N, mens hvis partiklene er identiske de skal forekomme kun en gang. Dermed Z N over teller hvert antall stater ved N !, Og så partisjonsfunksjonen for N identiske partikler blir (7,4) For en ideell gass, kan vi behandle gassen som en samling av N identiske partikler. Så energien til ideell gass er (7,5) På samme måte er fri energi Ved hjelp av Stirling ekspansjon, blir dette (7,6) Fra gratis energi kan vi Klassisk Regime
Termisk stråling | Termisk fysikk Foredrag Notes