إحصاء بوز-أينشتاين

عودة للموسوعة

إحصاء بوز-أينشتاين

ميكانيكا احصائية
ديناميكا حرارية احصائية
Kinetic theory
     

إحصاء بوز-أينشتاين (بالإنجليزية Bose-Einstein Statistics) وإحصاء فرمي-ديراك Fermi-Dirac Statistics هي نظم لتوزيع الجسيمات الأولية في الإحصاء الكمومي. وتنتمي الپوزونات إلى إحصاء بوز-أينشتاين، وتنتمي الفرميونات إلى إحصاء فرمي-ديراك.

ويعطي جميع نظام منها عدد الجسيمات

في حالة عدم وجود تآثر بين تلك الجسيمات تعطينا المعادلة الأتية توزيع البوزونات (تتميز البوزونات بعزم مغزلي 0 أوSpin=1):

حيث:

μ الجهد الكيميائي

تساوي عادة

kB ثابت بولتزمان

T درجة الحرارة كلفن

ويعتمد الجهد الكيميائي على درجة الحرارة.

تعطينا المعادلة عدد الجسيمات في الحالة الكمومية E. وإذا كانت الحالة E منفطرة (مفصصة طبقا لميكانيكا الكم ) فيجب ضرب درجة الانفطار gi في المعادلة السابقة.

عند درجة الحرارة الحرجة المنخفضة جدا نحصل على الحالة الخاصة في عدم وجود تآثر بين الجسيمات، مع افتراض حتى الجهد الكيميائي μ قريب من مستواه الأدنى، نحصل على تكثف بوز-أينشتاين.

وفي حالة توزيع فرمي-ديراك نحصل على المعادلة السابقة ولكنقد يكون المقام مجموع أجزائه (+) بدلا من الفرق بين جزئيه(-).

أي:

وبالنسبة للفرميونات فهي تتبع إحصاء فرمي-ديراك، وهي تتحول إلى عند الطاقات العالية E إلى توزيع بولتزمان، كما يتحول أيضا توزيع بوز-أينشتاين عند الطاقات العالية إلى توزيع بولتزمان. وكان توزيع بولتزمان أصلا يصف توزيع الذرات أوالجزيئات في نظام غازي في حالة توازن حراري.

تتميز الفرميونات حتى لها عزم مغزلي 1/2.

ملاحظات

Example n = 4, g = 3:

(there are elements in )

Subset is obtained by fixing all indices to , except for the last index, , which is incremented from to . Subset is obtained by fixing , and incrementing from to . Due to the constraint on the indices in , the index must automatically take values in . The construction of subsets and follows in the same manner.

Each element of can be thought of as a multiset of cardinality ; the elements of such multiset are taken from the set of cardinality , and the number of such multisets is the multiset coefficient


More generally, each element of is a multiset of cardinality (number of dice) with elements taken from the set of cardinality (number of possible values of each die), and the number of such multisets, i.e., is the multiset coefficient

(2)

which is exactly the same as the formula for , as derived above with the aid of a theorem involving binomial coefficients, namely

(3)

To understand the decomposition

(4)

or for example, and

let us rearrange the elements of as follows

Clearly, the subset of is the same as the set

.

By deleting the index (shown in red with double underline) in the subset of , one obtains the set

.

In other words, there is a one-to-one correspondence between the subset of and the set . We write

.

Similarly, it is easy to see that

(empty set).

Thus we can write

or more generally,

;

(5)

and since the sets

are non-intersecting, we thus have

,

(6)

with the convention that

.
(7)

Continuing the process, we arrive at the following formula

Using the convention (7)2 above, we obtain the formula

(8)

keeping in mind that for and being constants, we have

.

(9)

It can then be verified that (8) and (2) give the same result for , , , etc.


التطبيقات متداخلة المجالات

طالع أيضا

  • Bose–Einstein correlations
  • بوزون
  • بوزون هيگز
  • Parastatistics
  • Planck's law of black body radiation
  • جسيم أولي
  • إحصاء فرمي-ديراك
  • إحصاء ماكسويل-بولتزمان
  • توزيع بولتزمان
  • ميكانيكا إحصائية

الهامش

المراجع

  • Annett, James F. (2004). Superconductivity, Superfluids and Condensates. New York: Oxford University Press. ISBN .
  • Carter, Ashley H. (2001). Classical and Statistical Thermodynamics. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall. ISBN .
  • Griffiths, David J. (2005). Introduction to Quantum Mechanics (2nd ed.). Upper Saddle River, NJ: Pearson, Prentice Hall. ISBN .
تاريخ النشر: 2020-06-04 11:10:38
التصنيفات: Articles with Statistical mechanics topics template, إحصاء بوز-أينشتاين, مفاهيم الفيزياء الأساسية, نظرية الحقل الكمومي, ألبرت أينشتاين

مقالات أخرى من الموسوعة

سحابة الكلمات المفتاحية، مما يبحث عنه الزوار في كشاف:

آخر الأخبار حول العالم

«البرهان» يتفقد المناطق المتأثرة بالسيول في ولاية نهر النيل

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-14 21:21:41
مستوى الصحة: 60% الأهمية: 58%

وكيل الأزهر يزور مصابي كنيسة أبوسيفين

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-14 21:21:56
مستوى الصحة: 55% الأهمية: 52%

وزيرة البيئة تستقبل وفد لجنة المناخ بتنسيقية شباب الأحزاب

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-14 21:21:43
مستوى الصحة: 52% الأهمية: 54%

«اشتباك بالأيدي و طرد» توخيل ونظيره كونتي في دربي لندن

المصدر: وطنى - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-08-14 21:22:02
مستوى الصحة: 56% الأهمية: 70%

ماذا يريد أهالى سوهاج من الحوار الوطنى؟

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-14 21:21:44
مستوى الصحة: 47% الأهمية: 66%

ليبيا تعزى مصر فى ضحايا حريق كنيسة أبوسيفين

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-14 21:21:42
مستوى الصحة: 47% الأهمية: 64%

«شيكابالا » يشارك الأقباط في أحزانهم

المصدر: وطنى - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-08-14 21:22:00
مستوى الصحة: 48% الأهمية: 60%

رغم ارتفاع الأمواج.. نجاح تعويم سفينة «النوي إكسبرس» بغارب (صور)

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-14 21:21:47
مستوى الصحة: 55% الأهمية: 64%

كيف نعى نجوم الفن ضحايا كنيسة أبو سيفين؟

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-14 21:21:35
مستوى الصحة: 59% الأهمية: 70%

المفتى يهنئ وزير الأوقاف على تجديد الثقة فى التعديل الوزارى

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-14 21:21:56
مستوى الصحة: 53% الأهمية: 54%

«الصحفيين» تنعي شهداء كنيسة إمبابة وتتمنى سرعة شفاء المصابين

المصدر: وطنى - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-08-14 21:22:02
مستوى الصحة: 59% الأهمية: 61%

دليلك لأهم العروض الفائزة بجوائز المهرجان القومى للمسرح «1»

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-14 21:21:38
مستوى الصحة: 56% الأهمية: 66%

غدًا.. إطلاق مبادرة «مناخنا حياتنا» بحضور وزيرة البيئة

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-14 21:21:57
مستوى الصحة: 55% الأهمية: 57%

رئيس «خدمات البترول البحرية» يتابع انتظام العمل بمقر الشركة (صور)

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-14 21:21:46
مستوى الصحة: 48% الأهمية: 67%

هيثم الحاج: ندرس إعادة مهرجان القراءة للجميع برؤية جديدة

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-14 21:21:51
مستوى الصحة: 60% الأهمية: 53%

مسرحيون يضعون معايير لاختيار لجان التحكيم وأسسًا لضبط المسابقات

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-14 21:21:38
مستوى الصحة: 57% الأهمية: 65%

مدحت صالح يرد على تأجيل حفل افتتاح مهرجان القلعة

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-14 21:21:35
مستوى الصحة: 45% الأهمية: 51%

الدفاع البريطانية: أكثر من 20 ألف مهاجر عبروا المانش منذ بداية العام

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-14 21:21:41
مستوى الصحة: 60% الأهمية: 59%

برلماني ناعيًا ضحايا أبو سيفين: حادث أوجع قلوبنا

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-14 21:21:43
مستوى الصحة: 55% الأهمية: 51%

«فيريرا» يُعلن قائمة الزمالك لمواجهة الإسماعيلي في كأس مصر

المصدر: وطنى - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-08-14 21:21:59
مستوى الصحة: 47% الأهمية: 54%

تحميل تطبيق المنصة العربية