STATYSTYCZNA
Krzysztof Rejmer
Krotki wst ep:
Zadaniem zykistatysty znejjestwyjasnieniemakroskopowy hw lasnos i
uk ladowowielkiejli zbiestopniswobodynagrun ieteoriiatomisty znej, na
podstawie mikroskopowy h praw zyki. Kompletny opis taki huk ladow nie
jest mo_zliwy,a nawetnieby lby elowy. Pomiar wszystki h mikroskopowy h
wielkos i opisuja y h uk ladzmieni lby zy zny stan tego uk ladu. Obli zenia
pos luguja e sie tak wielka li zba zmienny h nie by lyby mo_zliwe. Co wie ej:
nie mia lyby one zadnej_ wartos i, poniewa_z dok ladnos obli zen, tak jak
i dok ladnos i pomiarow sa skon zone, natomiast uk lady o wielkiej li z-
bie stopni swobody sa bardzo zu le na warunki po zatkowe, o zym za-
pewne wie kazdy_ , kto kiedykolwiek gra l w bilard, a jest to uk lad o wiele
mniej skomplikowany od uk ladow, ktorymi zajmuje sie zyka statysty-
zna. Z tego powodu opisujemy uk lady pos luguja sie niewielka li zba
parametrow makroskopowy h, ktore wywodza siez termodynamiki, a tak_ze
innymi wielkos iami, ktore sa ju_z harakterysty zne dla teorii mikro lub
mezoskopowej. Termodynamikaszukazwiazkowpomiedzymakroskopowymi
obserwablami bez odwo lywania sie do budowy mikroskopowej materii. Jed-
nym z elow zyki statysty znej jest wyprowadzenie termodynamiki z
mikroskopowy hprawme hanikiklasy znej, me hanikikwantowej ielektro-
dynamiki. Termodynamika wprowadza nowe, nieme hani zne poje ia: en-
tropie i temperature. Jednak dopiero zyka statysty zna nadaje g lebszy
sens poje iu entropii, i pozwala rozumie druga zasade termodynamiki.
Autor ty h sow lubi pos lugiwa sie metafora: na po zatku by la entropia.
Wyprowadzenie termodynamiki z teorii mikroskopowej nie jest jedynym
elem zyki statysty znej. Innymwaznym_ zagadnieniemjest wyjasnienie,w
nieodwra alne. Wjaki sposobuk ladzmierza dostanu rownowagi? W zy e
statysty znej pos lugujemy sie nie pojedyn zymi uk ladami, ale zespo lami
uk ladow. Makroskopowe wartos i parametrow u_zywane w termodynami e
utozsamiamy_ zesrednimi po zespole. Fluktua jewielkos i makroskopowy h
woko l wartos i rownowagowej na ogo l sama lew porownaniu zwielkos iami
srednimi. Du_ze uktua je sa bardzo rzadkie. Istnieja jednak sytua je, w
ktory h uktua je maja istotne zna zenie. Tym tak_ze zajmuje sie zyka
statysty zna. Istotnym i niezwykle trudnym zagadnieniem jest pytanie o
sens li zenia sredniej po zespole statysty znym. Prze ie_z w doswiad zeniu
mierzymysrednia po zasie. Podstawowe pytanie, zy oba rodzajesredni h
sa to_zsameze soba dodzisnie do zeka lo siepe lnej odpowiedzi.
Me hanika statysty zna znajduje szerokie zastosowanie w zy e fazy
skondensowanej, od teorii ia la sta lego (i inny h faz materii), przez zyke
jadrowa,az_ do zyki wysoki h energiii astro zyki.
Literatura
Nie bede trzyma l sie dok ladnie zadnej_ konkretnej ksia_zki. Ka_zda z po-
dany h poni_zej ksia_zek ma swoje zalety i swoje wady, ka_zda jest zbyt ob-
szerna dla jednosemestralnego wyk ladu. Za he am do zytania ksiazek,_ ale
w rozsadny h grani a h, w zadnym_ wypadku nie wszystkie, zgodnie z za-
sad - lepiej mniej, aleporzadnie. Bezwzglednie zale amKubo - zbior zadan
z rozwiazaniami. Pozy je 16 i 18 nie sa podre znikami podstaw me haniki
statysty znej. Pierwsza (van Kampen) za zyna sie tam, gdzie my nawet nie
dojdziemy(zawyjatkiemkilkuproblemowzra hunkuprawdopodobienstwa),
jednak warto by ka_zdy zyk o niej wiedzia. Druga (Chin zyn) doty zy
waskiego zagadnienia, ale jest przesli zna (przynajmniej moim zadaniem),
take warto wiedzie o jejistnieniu.
Zbiory zadan
1. R. Kubo, H. I himura, T. Usui,N. Hashitsume, Statisti alMe hani s.
2. P. T. Landsberg, Problemis in Thermodynami s and Statisti al Me-
hani s.
3. C. Garrod, Statisti alMe hani s and Thermodynami s.
1. L. Landau,Fizyka statysty zna.
2. K. Huang, Fizyka statysty zna.
3. K. Huang, Podstawy zyki statysty znej.
4. M. Toda, R.Kubo, M.Saito, Fizykastatysty zna, t. I, II.
5. R. S.Ingarden, Fizykastatysty zna i termodynamika.
6. K. Zalewski, Wyk lady z termodynamiki fenomenologi znej i statysty-
znej
Podr e zniki w j ezku angielskim
1. D. Chandler, Introdu tionto Modern Statisti alMe hani s.
2. M. Plis hke, B. Bergensen, EquilibriumStatisti alPhysi s.
3. L. E. Rei hl, A Modern Course of Statisti alPhysi s.
4. D. ter Haar, Elements of Statisti alMe hani s.
5. R. C. Tolman, The Prin iplesof Statisti alMe hani s.
6. F. Mandl, Statisti alPhysi s.
7. M. Kardar,Statisti alPhysi s of Parti les.
8. R. K.Pathria,Statisti alMe hani s.
9. Shang-Keng Ma,Statisti alMe hani s.
10. D. A. M Qarrie, Statisti alMe hani s.
11. R. Bowley,M. San hez, Introdu tory Statisti alMe hani s.
12. B. K. Agarwal, M. Eisner, Statisti alMe hani s.
14. T. L.Hill, An Introdu tionto Statisti alThermodynami s.
15. T. L.Hill, Statisti alMe hani s.
16. N. G. vanKampen, Sto hasti Pro esses inPhysi s and Chemistry.
17. D. C. Mattis, R.H. Swendsen, Statisti alMe hani s made Simple.
18. A. I. Khin hin, Mathemati alfoundations of Statisti alMe hani s.
19. P.T. Landsberg, Thermodynami sand Statisti alMe hani s.
20. R. J. Baxter,Exa tly Solved Models in Statisti alMe hani s.
21. P.H. Attard, Thermodynami sand Statisti alMe hani s.
