Statistical Mechanics, Statistical Thermodynamics   통계 역학, 통계 열역학

(2015-11-26)
1. 기체분자운동론 (고전적 통계역학 이론)

  ㅇ 개별 분자들의 열운동을 전체 기체압력,부피,온도평균적으로 연결시켜줌
     - 기체압력, 금속열용량, 반도체전자평균 이동 속도(캐리어 이동),
       저항체의 전기 열잡음과 같은 다양한 주제에 대해 평균적으로 설명하는 고전적 이론


2. 통계 열역학 (Statistical Thermodynamics), 통계 역학 (Statistical Mechanics)

  ㅇ 미시적 개별 입자들의 평균적 거동에 기초하여, 통계학적 접근방식을 이용한 역학
     - 미시적인 관점의 분자 등의 집단 운동으로부터 거시적 물리법칙을 이끌어내는 학문
        . 분자 성질과 거시적 열역학적 성질 사이를 연결시켜줌
           .. 계의 미시적 물리량(입자의 위치,속력,자기쌍극자 등)에 대하여 확률,통계적
              방법을 적용하여 거시적 물리량(온도,압력,평균 에너지 등)을 유도

  ※ 확률/통계적 평균 조작이 대단히 중요함
     - 많은 수의 입자들의 평균적 성질을 다룸


3. 통계 열역학 기본 가정열적 평형고립계에서 모든 미시 상태는 모두 동일한 확률을 갖음

  ※ 개별 입자 보다 입자 계가 취하는 확률/통계적 특성에 관심을 갖음
     - 개별 입자 마다 어떤 미시 상태를 취하게 된다는 단순한 인과관계는 관심이 없으며,
     - 전체 입자 계의 확률/통계적 성질에 주안점을 두고 역학적 설명을 함


4. 입자 계의 성질에 따른 통계확률분포 구분

  ㅇ 맥스웰-볼츠만 통계 (Maxwell–Boltzmann Statistics)         ☞ 맥스웰볼츠만분포
     - 고전적 통계      
     - 구별성 : 구별 가능한 동일 입자 (입자 간에 충분히 떨어져 있으므로 서로 구별 가능함)
     - 제한성 : 각 에너지 상태에 들어가도록 허용되는 입자의 수에 제한이 없음
     - 대상   : 이상 기체 분자 등

  ㅇ 보즈-아인슈타인 통계 (Bose–Einstein Statistics)
     - 양자역학통계 
     - 구별성 : 구별 불가능한 입자
     - 제한성 : 각 에너지 상태에 들어가도록 허용되는 입자의 수에 제한이 없음
     - 대상   : 파울리 배타 원리에 지배되지 않는 입자 (영이나 정수 스핀 값을 갖는 입자)
     * 例) 광자의 행동, 흑체복사 등
        . 보손(Boson), 스핀 1의 입자, 이들 집단은 Bose–Einstein statistics을 따름

  ㅇ 페르미-디락 통계 (Fermi–Dirac Statistics)                 ☞ 페르미 분포함수
     - 양자역학통계  
     - 구별성 : 구별 불가능한 입자
     - 제한성 : 하나의 에너지 상태에 오직 하나의 입자 만 들어가도록 허용됨
     - 대상   : 파울리 배타 원리를 따르는 입자 (½에 홀수 정수 배가 곱해진 스핀 값을 갖음)
     * 例) 전자,양성자,중성자 등  
        . 페르미온(Fermion), 스핀 ½ 입자, 이들 집단은 Fermi–Dirac statistics을 따름


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