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词条 麦克斯韦—波尔兹曼分布率
释义

概述

麦克斯韦—波尔兹曼分布率(Maxwell-Boltz-mann distribution law)是全同粒子在平衡态的统计分布律。

独立的定域子体系和经典极限的离域子体系中,在平衡态下 N 个全同粒子分布在其单粒子任一可及能级εi (i=1, 2, 3,…,为单粒子能级的标号)上最可几粒子数 ni 由①式确定:

式中符号的意义

式中ωi 为能级εi 的简并度;k 为玻耳兹曼常数; T 为热力学温度; q 为单粒子配分函数(②式):

exp(- εi /kT)

exp(- εi /kT) 称为玻耳兹曼因子, 它的大小取决于有关运动形态的能级εi 与 kT 的比值。麦克斯韦-玻尔兹曼分布律可以有各种表达形式。例如,粒子在能级εi 上的最可几分布率为(③式):

其他形式

还可以表达成下列连等式(④式)

它表明:根据麦克斯韦-玻耳兹曼分布,各能级上每个粒子平均具有的有效量子态数彼此相等,而且都等于体系中每个粒子平均具有的单粒子有效量子态数 q/N。这一表述可称为粒子在能级间的统计平衡条件,它给出了平衡态的一种统计描述。

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