Termisk fysik fungerar som en bro mellan den makroskopiska världen och mikroskopiska världen, förbinder koncept och idéer kvantmekanik till makroskopiska principer värme. Det gör detta genom att införa tre nya begrepp: entropi, temperatur och fri energi
Innan man börjar på vår studie av termisk fysik, måste vi först förstå vissa grundläggande begrepp kvantmekanikens och sannolikhet teori. Låt oss börja med att gå igenom några av de grundläggande principerna för kvantmekaniken.
Kvantmekanik är studiet av de grundläggande beståndsdelarna i universum och hur de interagerar med varandra och oss. Det finns många filosofiska diskussioner över "riktighet" av teorin, och hur den ska tolkas. Det viktigaste att komma ihåg om det är att alla experimentella bevis hittills stöder prognoser som gjorts av kvantmekaniken. Inom vetenskapen, är detta faktum basen på vilken allting är byggt, och allt annat är "bara kommentar". Oavsett dina personliga känslor, detta ofrånkomliga faktum krafter godkännande av kvantmekaniken och dess förutsägelser.
Omdömen
Vi ska inte gå in på detaljer i kvantmekaniken, utan bara slå höjdpunkterna här. I hjärtat av teorin är tanken att varje objekt kan beskrivas i termer av en matematisk funktion känd som en vågfunktion. All information om objektet finns i denna funktion. Hur använder vi den för att göra förutsägelser? Vi behöver ett sätt att representera fysikaliska storheter som matematiska konstruktioner. I klassisk fysik, vi åstadkommit detta genom att använda skalärer, vektorer och tensorer. I varje fall dessa kvantiteter siffror, eller grupper av siffror.
Vid övergången från klassiskt till kvantmekanik, vi ersätter dessa siffror med operatörer, som verkar på vågfunktionen för att skapa en ny våg funktion. Omdömen
Ett sätt att tolka detta tillvägagångssätt är att tänka på vågfunktionen som en vektor i någon abstrakt (potentiellt oändligt dimensionell) vektorrum. Den nya vågfunktion genereras av operatörerna associerade med fysikaliska storheter kan då betraktas som att skapa en uppsättning av koordinataxlarna i denna vektor utrymme, med varje axel motsvarar en specifik mätutfall.
Genom att projicera vågfunktionen av intresse (vanligtvis den ursprungliga vågfunktionen) på dessa axlar, kan sannolikheten för att mäta ett specifikt värde bestämmas Omdömen
Exempel:. Omdömen
Antag att vågen funktion i samband med en elektron begränsas till en dimension ges av
där
Stater i en System | Termisk fysik Lecture Notes