统计物理 编辑
统计力学是一个以路德维希·波兹曼等人提出以最大熵理论为基础,借由配分函数将有大量组成成分系统中微观物理状态与宏观物理量统计规律 连结起来的科学。如气体分子系统中的压力体积温度易辛模型磁性物质系统的总磁矩、相变温度、和相变指数。
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固体物理学是凝聚态物理学中最大的分支。它研究的对象是固体,特别是原子排列具有周期性结构的晶体。固体物理学的基本任务是从微观上解释固体材料的宏观物理性质,主要理论基础是非相对论性的量子力学,还会使用到电动力学、统计物理中的理论。主要方法是应用薛定谔方程来描述固体物质的电子态,并使用布洛赫波函数表达晶体周期性势场中的电子态。在此基础上,发展了固体的能带论,预言了半导体的存在,并且为晶体管的制造提供理论基础。
配分函数是一个统计物理中经常应用到的概念,经由计算配分函数可以将微观物理状态与宏观物理量相互联系起来,而配分函数等价于自由能,与路径积分在数学上有巧妙的类似。配分函数通常意指正则系综中的配分函数,而其他的系综,亦有其相对应的配分函数,如巨正则系综对应巨配分函数。
平均场论是一种研究复杂多体问题的方法,将数量巨大的互相作用的多体问题转化成每一个粒子处在一种弱周期场中的单体问题,这种方法常见于统计物理、固体物理和生物物理的研究中。在物理学和概率论中,平均场论是对大且复杂的随机模型的一种简化。未简化前的模型通常包含巨大数目的含相互作用的小个体。平均场理论则做了这样的近似:对某个独立的小个体,所有其他个体对它产生的作用可以用一个平均的量给出,如此,简化后的模型成为一个单体问题。这种思想源于皮埃尔·居里与皮埃尔·外斯对相变的研究工作中。受此启发,这种方法广泛应用于如传染病模型、排队论、计算机网络性能和博弈论中。
梅特罗波利斯-黑斯廷斯算法是统计学与统计物理中的一种马尔科夫蒙特卡洛方法,用于在难以直接采样时从某一概率分布中抽取随机样本序列。得到的序列可用于估计该概率分布或计算积分等。梅特罗波利斯-黑斯廷斯或其他MCMC算法一般用于从多变量分布中采样。对于单变量分布而言,常会使用自适应判别采样等其他能抽取独立样本的方法,而不会出现MCMC中样本自相关的问题。
索末菲展开是由阿诺·索末菲发展的一种近似计算方法,专门用于计算在凝聚态物理和统计物理中出现的一类特定的积分。在物理中,这类积分表示的是采用费米-狄拉克统计计算的统计平均。
固体物理学是凝聚态物理学中最大的分支。它研究的对象是固体,特别是原子排列具有周期性结构的晶体。固体物理学的基本任务是从微观上解释固体材料的宏观物理性质,主要理论基础是非相对论性的量子力学,还会使用到电动力学、统计物理中的理论。主要方法是应用薛定谔方程来描述固体物质的电子态,并使用布洛赫波函数表达晶体周期性势场中的电子态。在此基础上,发展了固体的能带论,预言了半导体的存在,并且为晶体管的制造提供理论基础。
遍历理论是研究具有不变测度的动力系统及其相关问题的一个数学分支。
遍历理论研究遍历变换,由试图证明统计物理中的遍历假设而来。
统计物理中,系综代表一定条件下一个体系的大量可能状态的集合。也就是说,系综是系统状态的一个概率分布。对一相同性质的体系,其微观状态仍然可以大不相同。在概率论和数理统计的文献中,使用“概率空间”指代相同的概念。
固体物理学是凝聚态物理学中最大的分支。它研究的对象是固体,特别是原子排列具有周期性结构的晶体。固体物理学的基本任务是从微观上解释固体材料的宏观物理性质,主要理论基础是非相对论性的量子力学,还会使用到电动力学、统计物理中的理论。主要方法是应用薛定谔方程来描述固体物质的电子态,并使用布洛赫波函数表达晶体周期性势场中的电子态。在此基础上,发展了固体的能带论,预言了半导体的存在,并且为晶体管的制造提供理论基础。
固体物理学是凝聚态物理学中最大的分支。它研究的对象是固体,特别是原子排列具有周期性结构的晶体。固体物理学的基本任务是从微观上解释固体材料的宏观物理性质,主要理论基础是非相对论性的量子力学,还会使用到电动力学、统计物理中的理论。主要方法是应用薛定谔方程来描述固体物质的电子态,并使用布洛赫波函数表达晶体周期性势场中的电子态。在此基础上,发展了固体的能带论,预言了半导体的存在,并且为晶体管的制造提供理论基础。