Начала статистической физики: макро- и микросостояния, статистический ансамбль, микроканонический ансамбль, постулат равновероятности.

Состояние газа, характеризуемое его давлением, температурой и объемом, называется макроскопическим.

Состояние газа, характеризуемое положениями и скоростями всех его частиц, называется микроскопическим. Если число частиц n ( в 1см3 при н.у.) то микроскопическое состояние газа характеризуется 6п числами (микропараметрами): 3п координатами  всех частиц и 3п проекциями их скоростей . Все эти числа следует рассматривать как случайные величины.

В равновесном состоянии Р,V, Т – фиксированные величины, а вот   и  могут меняться. Возьмем очень большое число  совершенно одинаковых сосудов, каждый из которых имеет объем . В каждом из сосудов находится одинаковое число n одинаковых частиц.

Сосуд с заключенными в нем частицами называется статистической системой.

Совокупность одинаковых статистических систем называется статистическим ансамблем.

Микроканонический ансамбль состоит из одинаковых изолированных систем с одинаковой энергией. Кроме микроканонических ансамблей в статистической физике рассматриваются также канонические и некоторые другие ансамбли.

Ø Допустим частицы, входящие в систему микроканонического ансамбля, считаются пронумерованными, пронумерованы также и ячейки, в которых могут находиться частицы.

Ø  Известно, что атомы и молекулы имеют определенные размеры. Их диаметр имеет порядок   м. Каждая молекула или атом занимает объем порядка   м3, таким образом, в 1 м3 имеется всего  ячеек. С другой стороны в 1 м3 воздуха при нормальных условиях находится  частиц. Это означает, что в типичных условиях одна частица приходится на  ячеек.

Ø  В некоторый момент времени некоторая частица находится в различных системах ансамбля в различных ячейках. Если ансамбль содержит очень большое число систем , то число систем, в которых рассматриваемая частица окажется в ячейке 1, равна числу систем, в которых она оказалась в ячейке 2. Для данной частицы все возможные положения равновероятны. Микросостояние характеризуется положением всех  частиц, входящих в систему, т.е. конкретным распределением этих частиц по ячейкам, на которые разбит объем.

Ø  Поскольку все ячейки для каждой из частиц равновозможны, логично заключить, что все распределения частиц по ячейкам также равновозможны. А это означает, что все микросостояния равновероятны.

Одно и тоже макроскопическое состояние осуществляется в большом числе систем ансамбля, находящихся в различных микроскопических состояниях. Следовательно, данное макросостояние характеризуется большим числом микросостояний.

В основе всей статистической физики лежат не доказанные в общем случае постулат равновероятности и эргодическая гипотеза.В состоянии ТЕРМОДИНАМИКИ равновесия все микросостояния равновероятны. Это постулат равновероятности.