Termodynamické beta

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání

Termodynamické beta je fyzikální veličina vyjadřující vztah mezi termodynamickou teplotou a energií stavů systému. Značí se řeckým písmenem β a je definována vztahem

kde je termodynamická teplota (v Kelvinech) a je Boltzmannova konstanta. Při snižování teploty systému blízko k absolutní nule roste β nade všechny meze. Jednotka termodynamického beta v soustavě SI je reciproký joule značený J-1.

V částicové fyzice se místo reciprokého joulu běžně používá reciproký elektronvolt značený eV-1.

Užití[editovat | editovat zdroj]

Termodynamické β se zavádí jako zkratka, protože vystupuje v mnoha vztazích statistické fyziky a termodynamiky, jako je Boltzmannův faktor, Planckův vyzařovací zákon, ekvipartiční teorém, Maxwellovo-Boltzmannovo rozdělení, Boseho-Einsteinovo rozdělení, Fermiho-Diracovo rozdělení, partiční suma, kanonické rozdělení, Boltzmannův vztah apod. Například Boltzmannův faktor, který souvisí s pravděpodobností výskytu částice ve stavu s energií při termodynamické rovnováze systému, lze zavedením β zapsat stručně jako .

Statistická definice[editovat | editovat zdroj]

Ve statistické fyzice se teplota definuje právě pomocí termodynamického beta. Entropie systému je rovna výrazu , kde je přirozený logaritmus a Ω je bezrozměrný objem fázového prostoru, v němž je energie systému menší než . Teplota je pak definována vztahem

Výraz

lze tedy chápat jako statistickou definici termodynamického β.