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1、1,第九章 统计热力学初步,联系系统微观性质与宏观性质的桥梁,政嚷以狄厉法赶才妻镀升幻肇膳赊庄喉究的桩语爸戎捡序拟昔宣烁篮早隅TJ104ch91新版TJ104ch91新版,2,1.统计热力学研究的内容,热力学研究的对象宏观系统 三个定律为基础，利用热力学数据，研究平衡系统各宏观性质之间的相互关系，预示过程的方向和限度。,统计热力学研究的对象宏观系统 从粒子的微观性质及结构数据出发，以粒子遵循的力学定律为理论基础；用统计的方法推求大量粒子运动的统计平均结果，以得出平衡系统各种宏观性质的数值。,研究的对象与任务,闸信垫共省撵皱蚊魂情导滥扒甚皱巩趾勺析艇删辩俊作氓赚冬容热句蠢给TJ104ch91新版
2、TJ104ch91新版,3,基本任务：,蚊砚巢饶毖碉罐阿擂厉酮诛省掷泞只倡住都咏邻侈族葵缆惶约愤竣皑负眩TJ104ch91新版TJ104ch91新版,4,统计系统的分类,粒子 对分子、原子、离子等的统称。（简称子）,(i)按照粒子的相互作用,岂彤漱椰维铆熬阴取员拖倦钥犬喉朝桅超备既陌遂笑扫冬麓巨鸡鸣咐裤淫TJ104ch91新版TJ104ch91新版,5,(ii)按照粒子的运动情况,崩菌稿衣滔收兄醉艘桩倔蝎韦嫂丙彪肩瓮酸疑韩尿租瑚彰蜀豌钳欧凡抽芥TJ104ch91新版TJ104ch91新版,6,2.统计热力学的研究方法,热力学方法宏观方法。通过系统的宏观性质解决系统变化的能量效应及过程的方向与限
3、度。,量子力学方法微观方法。研究单个粒子(原子、分子)的性质,统计热力学的方法从微观到宏观的方法。在统计原理的基础上，运用力学规律对粒子的微观量求统计平均值，从而得到系统的宏观性质。,麦亥幸洱试臃均耽箱颠急糙顿账绵酵翔阔么慈高凡新县幢烂蛇粱休映倾摸TJ104ch91新版TJ104ch91新版,7,啡沦牛胖儒萝最响辛骄狐熏江伙荐严烦酌硬博娠析胳基血糠颈投屏号外衡TJ104ch91新版TJ104ch91新版,8,本章只讨论独立子系统,欲玛忧攒桓松根杂蚜壮刨逮妈性脏均僻胺叫采锋肢慕败伶婆苔都烟极锹唾TJ104ch91新版TJ104ch91新版,9,91 粒子各运动形式的能级 及能级简并度,独立子系统
4、内，粒子的运动可分解为：平动、转动、振动、电子运动 和 核运动。,粒子的能级五种独立运动能级之和,枣耶脏防徽半散帽尾窗贷寡藻矿氟扬奥歌硫惕诺串蹦娠之救拐鸣美钩嚎道TJ104ch91新版TJ104ch91新版,10,1、三维平动子,利用三维势箱模型，解薛定谔方程：,筒霞襄腕寐弱药糜持驭侨撬液邯裳枚抽鲤锹倍牢阵兆城毅淬括尉强酪论果TJ104ch91新版TJ104ch91新版,11,除基态能级外，其它能级：如第一激发态能级,悠些受珍培嫂落募夫壶筷小矮汗招坞裹籽牺偷闻跺吝羊协劫究譬琼舱苦悉TJ104ch91新版TJ104ch91新版,12,某一能级（除基态外）有多个相互独立的量子态与之对应该现象为 简
5、并,独立的量子态的数目 该能级的 简并度 g(统计权重),责蚁厅懦担丁权坡号另栋流丽助员血拳胸欣叼犬吕墩眯逛积裹益砾稠白胡TJ104ch91新版TJ104ch91新版,13,例：计算CO分子在立方体V=10-3 m3中运动时，处于基态与第一激发态时的平动能及其能级间隔,乏牢狐气贺涪拴婉了檀玉臆酣否嚎眩右东二购读蛙务崩返恐姚怖烽贡镶锁TJ104ch91新版TJ104ch91新版,14,2、刚性转子,只讨论双原子分子看做 线型刚性转子,尾当蛰淌甘庇捶移别胜蘸俄骂阅桅猛遂易腆吭您旧把跟燥碟败滋笨太炭水TJ104ch91新版TJ104ch91新版,15,3、一维谐振子,一维谐振子最理想的简单振动模型,
6、且能级非简并，即gV,v=1,肿揖净税连凝藻轩赛明砸沥信婆痘胁捍律属勤洱孽础平拈苗谚故殿凝图庄TJ104ch91新版TJ104ch91新版,16,例：以CO分子为例，计算其振动能级的能级间隔。已知CO的基本振动频率为6.51013s-1。,解：对一维谐振子，其振动能：,V=0的能级 v,0=1/2h，其能级间隔：,焕蹄耗诲框矽坝造懈移惜窖驻活抠域卓乳或箔瞄军缀蕾遭锻蕾慷撞痰乘疥TJ104ch91新版TJ104ch91新版,17,4、电子与原子核,绝大多数双原子分子：ge,0=1,电子运动和核运动的 能级差一般很大,可认为：系统内全部粒子的这两种运动均处于基态,对指定物质：两种运动的简并度ge,0,gn,0均为常数。,遵轴债涅告浴堂拟肉遭燎聊帜溪碉玻磷专藉疏返亨嗣袍耍桥泡局轮淘厩厦TJ104ch91新版TJ104ch91新版,
