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भौतिकी · शब्दावली

सूक्ष्म और स्थूल अवस्थाएँ क्या है?

परिभाषा 16.1 विश्वविद्यालय भौतिकी — वर्ष 3 · अध्याय 16 — सूक्ष्मविहित समुदाय

कोई सूक्ष्म अवस्था किसी तंत्र का पूरा सूक्ष्म विनिर्देश है — हर कण की हर क्वांटम संख्या (या, चिरसम्मत ढंग से, हर स्थिति और हर संवेग, जो प्रति कण h3h^3 की कला-समष्टि कोठरियों में गिने जाते हैं, प्रतिज्ञप्ति 7.5)। कोई स्थूल अवस्था वह है जो ऊष्मागतिकी देख सकती है: ऊर्जा EE, आयतन VV, कण संख्या NN, चुंबकन… और बहुलता Ω(E,V,N)\Omega(E, V, N) उन सूक्ष्म अवस्थाओं की संख्या है जो एक ही स्थूल अवस्था ओढ़े हुए हैं।

चक्रण-तंत्र की बहुलता, उसके ऊपर-अंश के सामने, बढ़ते N के लिए: शिखर 1/√ N की तरह तीखा होता जाता है। N 1020 पर वह “वितरण” हर व्यावहारिक प्रयोजन के लिए एक ही मान है — सूक्ष्म लोकतंत्र से निकली स्थूल निश्चितता।
चक्रण-तंत्र की बहुलता, उसके ऊपर-अंश के सामने, बढ़ते NN के लिए: शिखर 1/N1/\sqrt N की तरह तीखा होता जाता है। N1020N \sim 10^{20} पर वह “वितरण” हर व्यावहारिक प्रयोजन के लिए एक ही मान है — सूक्ष्म लोकतंत्र से निकली स्थूल निश्चितता।

उदाहरण

उदाहरण 16.3 (NN सिक्कों का एक चुंबक)

NN स्वतंत्र चक्रण, हर एक ऊपर या नीचे: 2N2^N सूक्ष्म अवस्थाएँ। स्थूल अवस्थाnn ऊपर” की बहुलता Ω(n)=(Nn)\Omega(n) = \binom Nn है, जो n=N/2n = N/2 पर अत्यधिक शिखरित है और जिसकी सापेक्ष चौड़ाई 1/N\sim1/\sqrt N है। N=100N = 100 के लिए: सब-ऊपर वाली अवस्था एक है; और संतुलित स्थूल अवस्था में 1×10291 \times 10^{29} हैं। N=1020N = 10^{20} के लिए ऊपर-अंश में 10810^{-8} जितने विचलन भी e104\eu^{-10^4} जैसे गुणकों से दब जाते हैं: तंत्र अपने शिखर पर है, और जिसे हम संतुलन कहते हैं वह वही स्थूल अवस्था है जिसमें सबसे अधिक सूक्ष्म अवस्थाएँ हैं।

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