İstatistiksel Mekanikte Temel İlkeler -Elementary Principles in Statistical Mechanics
 Baş sayfa
| |
| Yazar | Josiah Willard Gibbs |
|---|---|
| Ülke | Amerika Birleşik Devletleri |
| Dilim | İngilizce |
| Ders | İstatistiksel mekanik , Matematiksel fizik |
| Tür | bilim, fizik |
| Yayımcı | Charles Scribner'ın Oğulları |
Yayın tarihi |
Mart 1902 |
| Ortam türü | Baskı (ciltli) |
| Sayfalar | 207 |
Mart 1902'de yayınlanan İstatistiksel Mekanikte Temel İlkeler , modern istatistiksel mekaniğin temeli olarak kabuledilen Josiah Willard Gibbs tarafından bilimsel literatürün bir eseridir. Tam başlığı, termodinamiğin rasyonel temeline özel referansla geliştirilen İstatistiksel Mekaniğin Temel İlkeleri idi.
genel bakış
Bu kitapta Gibbs , sistemin durumu hakkında belirli bir doğal belirsizliğe izin verilirse , termodinamik yasalarının genel bir klasik mekanik sistemden tam olarak nasıl ortaya çıkacağını dikkatlice gösterdi .
İstatistiksel mekaniğe termodinamik bağlantıların temaları, Clausius , Maxwell ve Boltzmann ile birlikte bu konuda binlerce sayfa yazan önceki on yıllarda araştırılmıştı . Gibbs'in kitabı yazmaktaki amaçlarından biri, bu sonuçları tutarlı ve basit bir resimde damıtmaktı. Gibbs, 1892'de meslektaşı Lord Rayleigh'e yazdı.
Şu anda, apriori bakış açısından termodinamik üzerine veya daha doğrusu 'istatistiksel mekanik' üzerine bir şeyler yayınlamaya hazırlanmaya çalışıyorum [...] Özellikle yeni bir şeye sahip olacağımı bilmiyorum, ama yapacağım. Konu hakkında daha basit bir görüş elde etmek için bakış açımı (bana mümkün görünüyor) seçebilirsem memnun olurum."
Bu konu üzerinde bir süredir çalışıyordu, en azından 1884 gibi erken bir tarihte, istatistiksel mekanik konusunda bir makale (şimdi özeti dışında kayıp) ürettiğinde.
Gibbs'in kitabı, istatistiksel mekaniği 207 sayfalık bir incelemeye dönüştürdü. Aynı zamanda, Gibbs istatistiksel mekaniği tamamen genelleştirdi ve bugün bilindiği forma genişletti. Gibbs, istatistiksel mekaniğin, termodinamiği klasik termodinamiğin ötesine, herhangi bir sayıda serbestlik derecesine sahip sistemlere (mikroskopik sistemler dahil) ve kapsamlı olmayan sistemlere genişletmek için bile nasıl kullanılabileceğini gösterdi .
Kitabın yazıldığı dönemde, doğaya ilişkin hakim anlayış tamamen klasik terimlerle ifade ediliyordu : Kuantum mekaniği henüz kavranmamıştı ve bugün olduğu gibi kabul edilen temel gerçekler bile (atomların varlığı gibi) bilim adamları arasında hâlâ tartışılıyordu. Gibbs, incelenen fiziksel sistemlerin doğası hakkında en ufak bir varsayımda bulunma konusunda dikkatliydi ve sonuç olarak, Gibbs tarafından ortaya konan istatistiksel mekanik ilkeleri, büyük değişikliklere rağmen (ayrıntıda bazı değişikliklerle, ancak temada değil) doğruluklarını korudu. 20. yüzyılın başlarında modern fiziğin ayaklanmaları.
İçerik
V. Kumaran , İstatistiksel Mekanikte Temel İlkeler ile ilgili olarak şu yorumu yazmıştır :
... Burada, söz konusu sistemin birbiriyle etkileşime giren, ancak evrenin geri kalanından izole edilmiş çok sayıda ayırt edilemez kopyalarının bir koleksiyonu olan, artık standart olan 'topluluk' kavramını tanıttı. . Kopyalar, örneğin kurucu moleküllerin konumları ve momentumları tarafından belirlendiği gibi farklı mikroskobik durumlarda olabilir, ancak basınç, sıcaklık ve/veya diğer termodinamik değişkenler tarafından belirlenen makroskopik durum aynıdır.
Gibbs, eğer 'ergodik hipotez' geçerliyse, sistemin zaman içinde ortalaması alınan özelliklerinin, topluluğun tüm üyelerinin ortalamasıyla aynı olduğunu savundu. Sistemin tüm mikro durumlarının eşit olasılıkla örneklendiğini belirten ergodik hipotez, yarı kararlı durumda olan söndürülmüş camlar gibi sistemler dışında çoğu sisteme uygulanabilir. Böylece, topluluk ortalama yöntemi, sistemin termodinamik özelliklerini uzun süre gözlemlemek zorunda kalmadan hesaplamak için kolay bir yol sağlar.
Gibbs ayrıca bu aracı farklı yollarla kısıtlanmış sistemler arasındaki ilişkileri elde etmek için, örneğin sabit hacim ve enerjideki bir sistemin özelliklerini sabit sıcaklık ve basınçtakilerle ilişkilendirmek için kullandı. Bugün bile, topluluk kavramı, malzemelerin termodinamik özelliklerinin bilgisayar simülasyonlarında örnekleme için yaygın olarak kullanılmaktadır ve daha sonra kuantum teorisi gibi diğer alanlarda kullanımlar bulmuştur.