能均分定理何時失效?

時間 2021-05-31 17:13:28

1樓:leon Wang

瀉藥,其實樓主更關心的是,能均分失效時,替代的是什麼,替代品是費公尺-狄拉克統計和玻色愛因斯坦統計,前者基於不相容原理,由對易子可以匯出,後者根據反對易子匯出。

2樓:海森堡的小迷弟

個人想法,不喜勿噴。

紫外災難的導致就是瑞利金斯推導過程使用了能均分定理導致熱輻射能密度發散。。。

蒲朗克的諧振子能量量子化解決了這個問題。。。。ε=hυ/( exp(hυ/ kT)-1)

換句話說應該問什麼時候可以忽略量子化,,,,

ε= nhυ ,hυ就是能級間隔

當hυ/ kT遠小於1時,ε自然而然的回歸到kT(泰勒近似)

物理意義就是能級間隔與kT比可以忽略不計回歸經典理論,其他情況就不可以了。

類似不成立的還有

氣體熱容的電子貢獻部分的計算

雙原子分子常溫下的振動能對熱容的貢獻

低溫氫熱容

當其當遠大於1時就是韋恩公式,代表能級間隔太大,不能被熱激發,自由度凍結。

詳見林宗涵的熱統書7.5節

3樓:

在弱簡併或強簡併的某些情形下會實效。

可以嘗試計算弱簡併情形下費公尺or玻色系統的內能,結果中除了1.5NkT,還有一項由微觀粒子全同性原理引起的量子統計關聯所導致的內能。

有趣的是,低溫時會出現玻色愛因斯坦凝聚。熱容如下圖變化。

4樓:Dandan Liu

結論就是,只要溫度足夠低,能均分定理總是錯的。這是熱力學第三定律的直接結論,當溫度趨向於絕對零度的時候,系統熱容是趨於零的。

如果你知道能均分定理是怎麼推出來的,就會知道能均分定理實際上來自於玻爾茲曼分布;但玻爾茲曼分布是建立在能量可無限細分這個事實上推導出來的。可是,量子力學告訴我們不是這樣的,系統要處在分離的能級上,能量只能取分立的值。只有當能級差遠遠小於系統能量時,才滿足玻爾茲曼分布。

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