玻色–爱因斯坦统计
玻色–爱因斯坦统计
玻色-爱因斯坦统计是玻色子所依从的统计规律。
根据量子力学,玻色子是自旋为整数的粒子,其本征波函数对称,在玻色子的某一个能级上,可以容纳无限个粒子。因而符合玻色-爱因斯坦统计分布的粒子,当他们处于某一分布formula_1(“某一分布”指这样一种状态:即在能量为formula_2的能级上同时有formula_3个粒子存在着,不难想象,当宏观观察体系能量一定的时候,从微观角度观察体系可能有很多种不同的分布状态,而且在这些不同的分布状态中,总有一些状态出现的几率特别的大,而其中出现几率最大的分布状态被称为最可几分布)时,体系总状态数为:
formula_4
对这一公式的理解是这样的:把formula_5个简并能级看作一个拥有formula_5个隔室的大盒子,把formula_3个粒子看作准备放入盒子中的formula_3个不可区分的小球,则可以把这个向盒子里面放小球的过程看作formula_3个小球和盒子中formula_10个隔室壁的随机排列过程,则这样的排列一共有formula_11种可能出现的状态;另一方面,小球和小球是不可区分的,隔室壁和隔室壁也是不可区分的,因此对小球和隔室壁的计数都有重复,需要除以这种重复计数formula_12和formula_13,最终得到的结果就是上述结果。
formula_14
玻色-爱因斯坦统计的最可几分布的数学表达式为:
formula_15
由于量子统计在数学处理上非常困难(对于非物理系所的人员而言的确如此),因此在处理实际问题时经常引入一些近似条件,使费米-狄拉克统计和玻色-爱因斯坦统计退化成为经典的麦克斯韦-玻尔兹曼统计。
参见.
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