統計的アンサンブルとは、システムの仮想コピーを多数集めた概念的なツールであり、各コピーは可能なミクロ状態を表す。アンサンブル内のすべてのシステムの特性を平均化することで、巨視的な観測量を計算できる。主な種類は、ミクロカノニカル(N、V、Eが固定された孤立系)、カノニカル(N、V、Tが固定された閉鎖系)、およびグランドカノニカル(μ、V、Tが固定された開放系)である。

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統計的アンサンブルとは、システムの仮想コピーを多数集めた概念的なツールであり、各コピーは可能なミクロ状態を表す。アンサンブル内のすべてのシステムの特性を平均化することで、巨視的な観測量を計算できる。主な種類は、ミクロカノニカル(N、V、Eが固定された孤立系)、カノニカル(N、V、Tが固定された閉鎖系)、およびグランドカノニカル(μ、V、Tが固定された開放系)である。
J・ウィラード・ギブスによって定式化されたアンサンブルの概念は、統計力学のための厳密な数学的枠組みを提供する。単一のシステムを時間的に追跡する(多くの場合不可能である)代わりに、同一システムの集合をある瞬間に考察する。エルゴード仮説として知られる基本的な仮定は、単一システムにおけるある特性の時間平均が、アンサンブル平均と等しいと仮定する。
それぞれのアンサンブルは特定の物理的状況に対応しています。 マイクロカノニカル・アンサンブル これは、粒子の総数 (N)、体積 (V)、およびエネルギー (E) が一定である完全に孤立したシステムを表します。そのエネルギーを持つすべてのミクロ状態は等しい確率で発生すると仮定されます。 カノニカル・アンサンブル 大きな熱浴と熱接触しているシステムを記述し、エネルギー交換を可能にする。ここでは、NとVは固定されているが、エネルギーの代わりに温度(T)が一定である。ミクロ状態の確率はボルツマン因子によって与えられる。 グランド・カノニカル・アンサンブル これは、エネルギーと粒子をリザーバーと交換できる開放系を対象としています。一定の化学ポテンシャル(μ)、体積(V)、温度(T)を特徴としています。アンサンブルの選択は問題の物理的制約に依存し、計算には正準アンサンブルが最も一般的に使用されます。
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統計的アンサンブル
(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)
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