Statistisk vikt

Statistisk vikt  är en fysisk storhet som i kvantmekanik och kvantstatistik bestämmer antalet olika kvanttillstånd i ett system med samma energi (synonym: energinivådegenerationsfaktor ) . Inom statistisk fysik och termodynamik är statistisk vikt antalet sätt (mikrotillstånd i ett system) på vilka ett givet makroskopiskt tillstånd i ett statistiskt system kan realiseras. Statistisk vikt betecknas vanligtvis med symbolerna Γ, g , w , W eller Ω .

Enligt definitionen ovan är en statistisk vikt ett dimensionslöst heltal större än eller lika med ett, . Ibland kallas den statistiska vikten för termodynamisk sannolikhet , även om det bör noteras att sannolikheten vanligtvis definieras som ett reellt tal mellan 0 och 1.

När man överväger kvantsystem med ett kontinuerligt energispektrum, förstås statistisk vikt vanligtvis som antalet kvanttillstånd per ett visst energiintervall. I denna definition har den statistiska vikten dimensionen ömsesidig energi.

I den semiklassiska approximationen är måttet på den statistiska vikten systemets fasvolym per visst energiintervall. Om systemet har n frihetsgrader så uttrycks fasvolymen och motsvarande statistiska vikt i enheter av h n , där h  är Plancks konstant .

Entropin S för systemet och dess statistiska vikt är relaterad till Boltzmann-relationen : S = k ln w (här  är k Boltzmann-konstanten ).

Den statistiska vikten, definierad genom fasvolymen eller antalet mikrotillstånd, är en multiplikativ fysisk storhet: om ett system består av två icke-interagerande delsystem med statistiska vikter w 1 och w 2 , är systemets totala statistiska vikt W = w1w2 . _ _ _

Se även

Litteratur