بررسی مفاهيم اساسی مکانيک آماری غير تعادلی

کارشناسی ارشد

يکی از مباحثی که در مکانيک آماری و ترموديناميک نظر فيزيکدانان را به خود جلب می کند تناقضاتی می باشد که بين مکانيک آماری و مکانيک کلاسيک پيش می آيد. اولين تناقض برگشت ناپذيری زمانی معادله بولترمن می باشد در حالی که از معادلات برگشت پذير مکانيکی بدست آمده است. دومين تناقض اين می باشد که مکانيک کلاسيک طبق قضيه بازگشتی پوانکاره نشان می دهد که سيستم مکانيکی پس از گذشت زمانی هر چقدر طولانی باز به نزديکی حالت اوليه باز می گردد در صورتيکه معادله بولتزمن طبق قضيه H پيش بينی می کند که هيچگاه اين اتفاق نمی افتد. چون کميتی مانند H وابسته به سيستم مکانيکی است که با زمان هميشه در حال کاهش (يا ثابت) می باشد. ما در فصل اول به فرضياتی که در استخراج معادله بولتزمن توسط وی بکار گرفته شده اند پرداخته ايم و فرض آماری که باعث اين تناقضات می شود را معرفی نموده ايم. در فصل دوم به دو روش ديگر که بعد از بولتزمن بکار گرفته شده اند و به معادله بولتزمن منتهی شده اند را بيان کرده ايم تا مشخص شود که اين فرض آماری در آنها به چه شکل وارد شده است. در فصل سوم برگشت پذيری و برگشت پذيری زمانی را تعريف نموده ايم و ايرادات را توضيح داده ايم. در فصل چهارم به کمک شبيه سازی سه سيستم فيزيکی با مدل های حلقه کاک، بيکر و اسپين اکو علت اين ايرادات را وجود فرض آماری بيان می کنيم و برای اينکه چرا در طبيعت قانون دوم ترموديناميک ديده می شود چند مثال برای تخمين نسبت تعداد حالات تعادلی به حالات غير تعادلی آورده ايم.

200148

دانشگاه علم و صنعت ايران

دکتر جزايری