Выпуски

 / 

2021

 / 

Октябрь

  

Методические заметки


Почему статистическая механика "работает" в конденсированных средах?

 
Институт физики высоких давлений РАН им. Л.Ф. Верещагина, Троицк, Москва, Российская Федерация

Рассматриваются причины возможности использования канонического распределения Гиббса в конденсированных средах. В то время как основы статистической механики газов весьма подробно освещены во многих учебниках и обзорах, основания использования распределения Гиббса в кристаллах, стёклах и жидкостях рассматриваются достаточно редко. В большинстве учебников по-прежнему говорится лишь о качественной смене механического описания статистическим при рассмотрении очень большого числа частиц. В то же время оказывается, что к гармоническому кристаллу из большого числа частиц распределение Гиббса формально неприменимо. Вместе с тем система даже из небольшого числа связанных ангармонических осцилляторов может демонстрировать все основные черты термодинамически равновесных кристаллов и жидкостей. Именно нелинейность (ангармонизм) колебаний приводит к перемешиванию фазовых траекторий и эргодичности конденсированных сред. При переходе системы к термодинамически равновесному состоянию существуют три характерных временных масштаба: время термализации системы (фактически время установления локального распределения Гиббса в импульсном пространстве и установления локальной температуры); время установления однородной температуры в системе после контакта с термостатом и, наконец, время установления эргодичности в системе (фактически время диффузионного "заметания" всего фазового пространства, в том числе его координатной части). Обсуждаются вопросы генезиса образования дефектов и диффузии в кристаллах и стёклах, а также эргодичности твёрдых тел.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
Ключевые слова: распределение Гиббса, эргодичность, локальная неустойчивость, нелинейные колебания, термализация, диффузия
PACS: 05.20.−y, 05.45.−a, 05.90.+m, 63.20.K− (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2021.03.038956
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2021/10/e/
Цитата: Бражкин В В "Почему статистическая механика "работает" в конденсированных средах?" УФН 191 1107–1116 (2021)
BibTexBibNote ® (generic) BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks
Русский English
TY JOUR
TI Почему статистическая механика "работает" в конденсированных средах?
AU Бражкин, В. В.
PB Успехи физических наук
PY 2021
JO Успехи физических наук
JF Успехи физических наук
JA Усп. физ. наук
VL 191
IS 10
SP 1107-1116
UR https://ufn.ru/ru/articles/2021/10/e/
ER https://doi.org/10.3367/UFNr.2021.03.038956

Поступила: 3 августа 2020, доработана: 11 марта 2021, 29 марта 2021

English citation: Brazhkin V V “Why does statistical mechanics 'work' in condensed matter?Phys. Usp. 64 (10) (2021); DOI: 10.3367/UFNe.2021.03.038956

© Успехи физических наук, 1918–2021
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение