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
рk для любого типа движения в нерелятивистской системе и квадратич.
форму по обобщённым координатам хk для каждого происходящего
в ней гармонич. колебания.
Закон равнораспределения ограничен областью применимости классич.
приближения: условие невырожденности газаqвыр
==
(см. Больцмана распределение), где V - объём системы, содержащий N молекул массой т, обеспечивает
применимость закона равнораспределения по отношению к трансляционному
движению, условия =
=и -
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,
К,К,К,
и поэтому при комнатной температуре (Т300
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, Смоп = 3R (R - универсальная газовая постоянная ).Для равновесного излучения Закон равнораспределения приводит к Рэлея- Джинса закону излучения, справедливому в области низких частот
И. А. Квасников
Понятие же "физического вакуума" в релятивистской квантовой теории поля подразумевает, что во-первых, он не имеет физической природы, в нем лишь виртуальные частицы у которых нет физической системы отсчета, это "фантомы", во-вторых, "физический вакуум" - это наинизшее состояние поля, "нуль-точка", что противоречит реальным фактам, так как, на самом деле, вся энергия материи содержится в эфире и нет иной энергии и иного носителя полей и вещества кроме самого эфира.
В отличие от лукавого понятия "физический вакуум", как бы совместимого с релятивизмом, понятие "эфир" подразумевает наличие базового уровня всей физической материи, имеющего как собственную систему отсчета (обнаруживаемую экспериментально, например, через фоновое космичекое излучение, - тепловое излучение самого эфира), так и являющимся носителем 100% энергии вселенной, а не "нуль-точкой" или "остаточными", "нулевыми колебаниями пространства". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.