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Verteilungsfunktion

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Bei der Berechnung der durchschnittlichen Energie wird deutlich, dass es eine erzeugende Funktion gibt, mit der verschiedene Parameter berechnet werden können. Diese Funktion wird als die Partitionsfunktion bezeichnet und dient als Grundlage für die Berechnung von Eigenschaften verschiedener Systeme.

>Modell

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Verteilungsfunktion

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Bei der Berechnung der durchschnittlichen Energie wird deutlich, dass es eine erzeugende Funktion gibt, mit der verschiedene Parameter berechnet werden können. Diese Funktion wird als die Partitionsfunktion bezeichnet und dient als Grundlage für die Berechnung von Eigenschaften verschiedener Systeme.

Variablen

Symbol
Text
Variable
Wert
Einheiten
Berechnen
MKS-Wert
MKS-Einheiten
$\beta$
beta
Beta del sistema
1/J
$E_r$
E_r
Energía del estado $r$
J
$\bar{E}$
mE
Energía media del sistema
J
$Z$
Z
Función Partición
-
$r$
r
Numero del estado
-

Berechnungen


Zuerst die Gleichung auswählen:   zu ,  dann die Variable auswählen:   zu 

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

Berechnungen

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

 Variable   Gegeben   Berechnen   Ziel :   Gleichung   Zu verwenden



Gleichungen


Beispiele

Um die durchschnittliche Energie zu berechnen, wird der gewichtete Durchschnitt der Energien aus verschiedenen Zust nden $r$ unter Ber cksichtigung ihrer jeweiligen Wahrscheinlichkeiten verwendet, wie durch list=3524

equation=3524

dargestellt. Dies geschieht nach folgender Formel:

$\bar{E}=\displaystyle\frac{\displaystyle\sum_rP_rE_r}{\displaystyle\sum_rP_r}$



Das Ergebnis wird unter Ber cksichtigung der Werte von list

equation ermittelt.

Die durchschnittliche Energie wird in Bezug auf list=3526

equation=3526

bestimmt und kann wie folgt ausgedr ckt werden:

$\bar{E}=-\displaystyle\frac{1}{\sum_re^{-\beta E_r}}\displaystyle\frac{\partial}{\partial\beta}\sum_re^{-\beta E_r}$



Dies kann zusammengefasst werden als

$\bar{E}=-\displaystyle\frac{1}{Z}\displaystyle\frac{\partial Z}{\partial\beta}$



wobei wir die sogenannte Partitionsfunktion mit list einf hren:

equation

Der Buchstabe $Z$ stammt aus dem deutschen Wort Zustandsumme (Zustand=State, Summe=sum).

Die Partitionsfunktion ist eine Generierungsfunktion, was bedeutet, dass sie andere Funktionen erzeugt, die physikalische Bedeutung haben.

Da es offensichtlich ist, dass

$\displaystyle\frac{\partial\ln Z}{\partial\beta} =\displaystyle\frac{1}{Z}\displaystyle\frac{\partial Z}{\partial\beta}$



und

$\bar{E}=-\displaystyle\frac{1}{Z}\displaystyle\frac{\partial Z}{\partial\beta}$



bedeutet dies, dass mit list

equation


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