Закон равнораспределения. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Закон равнораспределения - утверждение, согласно которому в классической равновесной статистич. системе ср. кинетич. энергия, приходящаяся на каждую трансляционную, вращательную и колебательную степени свободы, равна q/2 (q = kT), средняя потенциальная энергия, приходящаяся на каждое гармонич. колебание в системе,- тоже q/2. Т. о., на каждую колебат. степень свободы в среднем приходится энергия q - в 2 раза больше, чем на каждую трансляц. и вращат. степени свободы. Закон равнораспределения является прямым следствием статистич. вириала теоремы:

(чертой сверху обозначено усреднение с помощью классич. канонического распределения Гиббса)и того, что Гамильтона функция системы Я представляет квад-ратич. форму по обобщённым импульсам р_k для любого типа движения в нерелятивистской системе и квадратич. форму по обобщённым координатам х_k для каждого происходящего в ней гармонич. колебания.

Закон равнораспределения ограничен областью применимости классич. приближения: условие невырожденности газа

qвыр ⁼⁼

(см. Больцмана распределение), где V - объём системы, содержащий N молекул массой т, обеспечивает применимость закона равнораспределения по отношению к трансляционному движению, условия

= =

- по отношению к вращению молекул газа и колебат. движениям в них (I - момент инерции, w₀ - частота собств. колебаний). Численные значения этих характерных температур заметно отличаются друг от друга по порядкам величин. Например, для молекул, входящих в состав воздуха,

и поэтому при комнатной температуре (Т

300 К) трансляц. и вращат. движения невырождены и подчиняются закону равнораспределения, тогда как колебания как бы выключены ("заморожены") и практически не дают своего вклада в термодинамич. характеристики системы. Закон равнораспределения эффективно применим в случаях, когда система может быть аппроксимирована идеальной (т. е. учёт взаимодействия частиц даёт малые поправки к равновесным термодинампч. характеристикам газа), а, кроме того, внутр. движения в молекулах (например, вращения и колебания) независимы друг от друга и от поступат. перемещений (трансляций) молекул.

Для расчёта внутренней энергии

и теплоёмкости при пост. объёме

газа, состоящего из n-атомных молекул (общее число молекул - N), следует подсчитать число независимых степеней свободы, приходящихся на одну молекулу: 3 трансляционные, 3 вращательные, 3n- 6 колебательных (в линейных молекулах 2 вращательные и 3n- 5 колебательных), и воспользоваться законом равнораспределения. Тогда

[для газа из линейных молекул

Для простых твёрдых тел, рассматриваемых в гармонич. приближении (см. Динамика кристаллической решётки), из закона равнораспределения при темп-pax выше Дебая температуры следует Дю-лонга и Пти закон= N·3q или для молярной теплоёмкости кристалла, С_моп = 3R (R - универсальная газовая постоянная ).Для равновесного излучения Закон равнораспределения приводит к Рэлея- Джинса закону излучения, справедливому в области низких частот

Литература по закону равнораспределения

Знаете ли Вы, что cогласно релятивистской мифологии "гравитационное линзирование - это физическое явление, связанное с отклонением лучей света в поле тяжести. Гравитационные линзы обясняют образование кратных изображений одного и того же астрономического объекта (квазаров, галактик), когда на луч зрения от источника к наблюдателю попадает другая галактика или скопление галактик (собственно линза). В некоторых изображениях происходит усиление яркости оригинального источника." (Релятивисты приводят примеры искажения изображений галактик в качестве подтверждения ОТО - воздействия гравитации на свет)
При этом они забывают, что поле действия эффекта ОТО - это малые углы вблизи поверхности звезд, где на самом деле этот эффект не наблюдается (затменные двойные). Разница в шкалах явлений реального искажения изображений галактик и мифического отклонения вблизи звезд - 10¹¹ раз. Приведу аналогию. Можно говорить о воздействии поверхностного натяжения на форму капель, но нельзя серьезно говорить о силе поверхностного натяжения, как о причине океанских приливов.
Эфирная физика находит ответ на наблюдаемое явление искажения изображений галактик. Это результат нагрева эфира вблизи галактик, изменения его плотности и, следовательно, изменения скорости света на галактических расстояниях вследствие преломления света в эфире различной плотности. Подтверждением термической природы искажения изображений галактик является прямая связь этого искажения с радиоизлучением пространства, то есть эфира в этом месте, смещение спектра CMB (космическое микроволновое излучение) в данном направлении в высокочастотную область. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.