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Física · পরিভাষা

Microestados y macroestados কী?

Definición 16.1 Física universitaria — tercer año · অধ্যায় 16 — El colectivo microcanónico

Un microestado es una especificación microscópica completa de un sistema — todos los números cuánticos de todas las partículas (o, clásicamente, todas las posiciones y momentos, contados en celdas del espacio de fases de h3h^3 por partícula, Proposición 7.5). Un macroestado es lo que la termodinámica puede ver: la energía EE, el volumen VV, el número de partículas NN, la imanación… La multiplicidad Ω(E,V,N)\Omega(E, V, N) es el número de microestados que visten el mismo macroestado.

La multiplicidad del sistema de espines frente a su fracción de espines arriba, para N creciente: el pico se afila como 1/√ N. Con N 1020, la “distribución” es, a todos los efectos prácticos, un único valor — definición macroscópica salida de la democracia microscópica.
La multiplicidad del sistema de espines frente a su fracción de espines arriba, para NN creciente: el pico se afila como 1/N1/\sqrt N. Con N∼1020N \sim 10^{20}, la “distribución” es, a todos los efectos prácticos, un único valor — definición macroscópica salida de la democracia microscópica.

উদাহরণ

Ejemplo 16.3 (Un imán de NN monedas)

NN espines independientes, cada uno arriba o abajo: 2N2^N microestados. El macroestado “nn arriba” tiene multiplicidad Ω(n)=(Nn)\Omega(n) = \binom Nn, abrumadoramente picada en n=N/2n = N/2 con anchura relativa ∼1/N\sim1/\sqrt N. Para N=100N = 100: el estado con todos arriba es uno; el macroestado equilibrado alberga 1×10291 \times 10^{29}. Para N=1020N = 10^{20}, desviaciones de siquiera 10−810^{-8} en la fracción de espines arriba quedan suprimidas por factores como e−104\eu^{-10^4}: el sistema está en su pico, y lo que llamamos equilibrio es el macroestado con más microestados.

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