74788

Энтропия. Связь энтропии и вероятности состояния. Флуктуация

Доклад

Физика

Флуктуации — случайные отклонения от среднего значения физических величин, характеризующих систему из большого числа частиц; вызываются тепловым движением частиц или квантово-механическими эффектами.

Русский

2015-01-05

36.5 KB

6 чел.

28\Энтропия. Связь энтропии и вероятности состояния. Флуктуация.

Энтропи́я (от греч. ἐντροπία — поворот, превращение) — понятие, впервые введённое в термодинамике для определения меры необратимого рассеивания энергии. Термин широко применяется и в других областях знания: в статистической физике — как мера вероятности осуществления какого-либо макроскопического состояния; в теории информации как мера неопределённости какого-либо опыта (испытания), который может иметь разные исходы; в исторической науке, для экспликации феномена альтернативности истории (инвариантности и вариативности исторического процесса). Для более основательного понимания этого термина, применительно к конкретному контексту, следует обратиться к статье о понятии "энтропия" в соответствующей научной дисциплине:

Согласно Больцману (1872), энтропия системы и термодинамическая вероятность связаны между собой следующим образом:(57.8)где k постоянная Больцмана. Таким образом, энтропия определяется логарифмом числа микросостояний, с помощью которых может быть реализовано данное макросостояние. Следовательно, энтропия может рассматриваться как мера вероятности состояния термодинамической системы. Формула Больцмана (57.8) позволяет дать энтропии следующее статистическое толкование: энтропия является мерой неупорядоченности системы. В самом деле, чем больше число микросостояний, реализующих данное макросостояние, тем больше энтропия. В состоянии равновесия — наиболее вероятного состояния системы — число микросостояний максимально, при этом максимальна и энтропия.Так как реальные процессы необратимы, то можно утверждать, что все процессы в замкнутой системе ведут к увеличению ее энтропии — принцип возрастания энтропии.

Флуктуации — случайные отклонения от среднего значения физических величин, характеризующих систему из большого числа частиц; вызываются тепловым движением частиц или квантовомеханическими эффектами.

Примером термодинамических флуктуаций являются флуктуации плотности вещества в окрестностях критических точек, приводящих, в частности, к сильному рассеянию света веществом и потери прозрачности.

Флуктуации, вызванные квантовомеханическими эффектами присутствуют даже при температуре абсолютного нуля. Они принципиально неустранимы. Пример проявления квантовомеханических флуктуаций — эффект Казимира, а также силы Ван-дер-Ваальса. Непосредственно наблюдаемы квантовомеханические флуктуации для заряда, прошедшего через квантовый точечный контакт — квантовый дробовой шум.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

66667. Жизнь и научная деятельность Константина Дмитриевича Глинки 105.79 KB
  Его отец дворянин Дмитрий Константинович Глинка один из прямых продолжателей рода великого композитора и музыкального деятеля М. Полынов описывая фотографию тех лет на которых запечатлены Глинка с супругой подчеркивает что форма солдата саперной...
66668. АКАДЕМИК КОНСТАНТИН КАЭТАНОВИЧ ГЕДРОЙЦ (1872-1932) 206.5 KB
  Константин Каэтанович Гедройц, выдающийся агрохимик и почвовед, занимает видное место среди исследователей почв. Главным направлением своей работы он выбрал изучение почвенного плодородия и пути его повышения. Работая с почвенными растворами, поставив колоссальное количество экспериментов...
66669. Педагогічні ідеї Івана Огієнка і сучасні концепції національного виховання 226.5 KB
  Педагогіка народного календаря складова народної педагогіки що передбачає виховання дітей та молоді шляхом залучення їх до сезонних робіт підтримання звичаїв участі у святах і обрядах. Основи національного виховання. Теорія і практика українського національного виховання.
66670. ЖИЗНЬ ТЕОФРАСТА. ЗЕМЛЯ И ПОЧВА 145.87 KB
  И как чувствовали себя в борьбе за истину первые исследователи основа тех самых гигантов на плечи которых становятся ученые последних столетий Как они понимали и познавали мир вокруг себя не имея ни стройной теоретической и опытной базы ни технического аппарат...
66671. История и методология почвоведения 67.89 KB
  Таковы прежде всего Гесиод и его последователи а затем помимо них первые натурфилософы. Уже скоро состоится состязание рапсодов и скоро царь Панед заслушает двух великих людей Гесиода и Гомера. Пожалуй при таком раскладе событий немало людей пожелали бы оказаться...