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1、§6.3系统微观运动状态的描述系统微观运动状态:所谓系统的微观运动状态就是它的力学运动状态．本节限于讨论由全同和近独立粒子组成的系统，更普遍的情形将在第九章讨论．全同粒子:具有完全相同的属性(相同的质量、电荷、自旋等)近独立粒子：指系统中粒子之间相互作用很弱，相互作用的平均能量远小于单个粒子的平均能量，因而可以忽略粒子之间的相互作用。整个系统的能量是第i个粒子的能量:只是第i个粒子的坐标和动量以及外场参量的函数，与其它粒子的坐标和动量无关．近独立粒子的典型例子：理想气体*说明:近独立粒子之间虽然
2、相互作用微弱,但仍然是有相互作用的．达到热平衡状态．1.经典力学中如何描述系统微观运动状态？系统N个粒子：i=1,2,3,…,N每个粒子r个自由度:qi1,qi2,…,qir;pi1,pi2,…,pir系统的总微观状态由2Nr个变量确定：qi1,qi2,…,qir;pi1,pi2,…,pir(i=1,2,3,…,N)经典粒子：可分辨，轨道运动，可跟踪;*在含有多个全同粒子的系统中，将两个粒子的运动状态加以交换将给出系统新的微观状态.经典粒子：可分辨，轨道运动，可跟踪;*在含有多个全同粒子的系统中
3、，将两个粒子的运动状态加以交换将给出系统新的微观状态.?一个粒子------μ空间中的一个点由N个全同粒子组成的系统--------μ空间中N个点．交换两个代表点在μ空间的位置，相应的系统的微观状态是不同的．2.量子力学中如何描述系统微观运动状态？全同粒子不可分辨，在含有多个全同粒子的系统中，将任何两个全同粒子加以对换，不改变整个系统的微观运动状态．1)量子理论的一个基本原理：微观粒子的全同性原理：量子粒子：具有波粒二象性，非轨道运动，不可跟踪．2)系统的微观状态如何描述？全同粒子可以分辨---
4、-------定每一个粒子的个体量子态。全同粒子不可分辨----------定每一个个体量子态上的粒子数。如：4He气体的微观状态，归结为每一组量子数(nx,ny,nz)所表征的个体量子态上有多少个4He原子.b）玻色子：自旋量子数为整数的基本粒子或复合粒子。如：光子、Л介子等。a)费米子：自旋量子数为半整数的基本粒子或复合粒子。如：电子、质子、中子等。c）泡利不相容原理：对于含有多个全同近独立的费米子的系统中，一个个体量子态最多能容纳一个费米子。4)玻耳兹曼系统、玻色系统、费米系统玻耳兹曼系统
5、：粒子可分辨，一个个体量子态上的粒子数不受限制。玻色系统：粒子不可分辨，一个个体量子态上的粒子数不受限制。费米系统：粒子不可分辨，且一个个体量子态仅能容纳一个粒子。3)量子粒子怎样占据各个个体量子态？[例子]：玻色系统、费米系统、玻耳兹曼系统的区别系统含有两个粒子，系统的个体量子态3个?a)玻耳兹曼系统：粒子可以分辨，每一个体量子态能够容纳的粒子数不受限制．9个不同的状态!?b)玻色系统：粒子不可分辨，每一个个体量子态所能容纳的粒子数不受限制。6个不同的状态!A＝B．两个粒子占据3个个体量子态有
6、以下的方式：?c)费米系统：粒子不可分辨，每一个个体量子态最多容纳1个粒子．3个不同的状态!?两个粒子占据3个个体量子态有以下的方式：说明：①介绍了如何描述由全同近独立粒子组成的多粒子系统的微观运动状态，为后面讨论近独立粒子的统计分布作准备．②在经典力学基础上建立的统计物理学称为经典统计物理学，在量子力学基础上建立的统计物理学称为量子统计物理学.统计原理相同，区别在于对微观运动状态的描述③微观粒子实际上遵从量子力学的运动规律．不过在一定的极限条件下，可以由量子统计得到经典统计的结果．1、表述：§
7、6.4等概率原理对于平衡态的孤立系统，系统各个可能的微观状态出现的概率是相等的。2、适用条件：孤立系统、平衡态、大量粒子一.等概率原理：3、重要性：平衡态统计物理的基本假设二.宏观状态与微观状态的区别：1)热力学和统计物理学研究宏观物质系统的特性．宏观物质系统~1023/mol．宏观状态，由几个宏观参量表征:如孤立系统:N、V、E表征系统的平衡态*E~E＋ΔE状态参量给定之后，处在平衡态的系统的所有宏观物理量就都具有确定值，系统就处在一个确定的平衡态．2)系统的微观状态则是如前所述的力学运动状态
8、！三.宏观状态与微观状态的联系：宏观状态量是相应微观物理量的统计平均值，统计物理的根本问题：确定各微观状态出现的概率。[说明]在确定的宏观状态下，系统可能的微观状态是大量的，而且微观状态不断地发生着极其复杂的变化．以理想气体为例，给定N、E、V只要求N个分子的质心坐标都在体积V之内;N个分子的能量总和为E．大量的微观状态可满足-----------等概率原理三、概率知识（数学）1.随机事件：一事件可能发生可能不发生2.随机事件的概率：3.概率的性质a.互斥事件：两随机事件不能同时发生，互为互斥事
