Termiske fysik fungerer som bro mellem den makroskopiske verden og den mikroskopiske verden, der forbinder de begreber og ideer om kvantemekanik til makroskopiske principper for varme. Det gør den ved at indføre tre nye begreber: entropi, temperatur og fri energi
Før indleder på vores undersøgelse af termisk fysik, må vi først forstå nogle grundlæggende begreber kvantemekanik og sandsynlighed teori. Lad os starte med at gennemgå nogle af de grundlæggende principper i kvantemekanikken.
Salg
Kvantemekanikken er studiet af de grundlæggende bestanddele af universet, og hvordan de interagerer med hinanden og os. Der er mange filosofiske debatter over "rigtigheden" af teori, og hvordan den fortolkes. Den vigtigste ting at huske om det er, at alle de eksperimentelle beviser til dato understøtter forudsigelserne fra kvantemekanikken. I videnskab, dette faktum er den base, hvor alt er bygget, og alt andet er "bare kommentar". Uanset dine personlige følelser, dette uundgåeligt faktum kræfter accept af kvantemekanik og dens forudsigelser.
Vi vil ikke gå i detaljer kvantemekanikkens, men snarere bare ramt højdepunkterne her. I hjertet af teorien er tanken, at hver genstand kan beskrives ved hjælp af en matematisk funktion kaldet en bølge funktion. Alle de oplysninger om objektet er indeholdt i denne funktion. Hvordan bruger vi det til at gøre forudsigelser? Vi har brug for en måde at repræsentere fysiske størrelser som matematiske konstruktioner. I klassisk fysik, vi opnået dette ved hjælp af skalarer, vektorer og tensorer. I alle tilfælde, disse mængder er tal, eller grupper af numre.
Ved overgangen fra klassisk til kvantemekanik, erstatter vi disse tal med operatører, der virker på bølgefunktionen til at generere en ny bølge funktion.
En måde at fortolke denne tilgang er at tænke på bølgefunktionen som en vektor i nogle abstrakt (potentielt uendeligt dimensionale) vektorrum. Den nye bølge funktionen genereret af operatørerne forbundet med fysiske mængder kan derefter opfattes som at skabe et sæt af koordinatakser i dette vektorrum med hver akse svarer til en bestemt udfald måling.
Ved at projicere bølgefunktion interesse (som regel den oprindelige bølgefunktion) på disse akser, kan sandsynligheden for at måle en bestemt værdi blive fastsat
Eksempel:.
Antag at den bølge funktion er forbundet med en elektron begrænset til én dimension er givet ved
, hvor en er en konsta
Stater i et System