H定理

H定理(H-theorem)于1872年由路德维希·玻尔兹曼提出,在经典统计力学中用于描述物理量“H”在接近理想气体系统中的下降趋势,其中,H代表分子随时间流逝因传递而改变的动能,个别分子的动能可于统计后成为一特定的分布。H可以用作定义热力学熵的一种表述, H定理是早期用来展现统计物理的威力。H定理可以从可逆微观机制推导出热力学第二定律。

H定理基本信息

中文名 H定理 外文名 H-theorem
领    域 经典力学,热力学 人    物 波尔兹曼

物理量H由

定义,即分子在时间下的能量分布。值
是拥有
之间动能的数量。H本身定义成:

对于孤立理想气体(总能量和分子数量不变),函数 H 在麦克斯韦-玻尔兹曼分布下有极小值;如果系统处于其他分布(比如说,全分子拥有相同能量),H会有较高的值。下一段会提到,根据玻尔兹曼H定理,当允许分子碰撞时,这些分布并不稳定,并且会不可逆的最小化函数H(朝向麦克斯韦-玻尔兹曼分布) 。

H定理造价信息

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虽然玻尔兹曼H定理并不真的证明最初宣称的热力学第二定律,H定理让玻尔兹曼对热力学的本质做出越来越多概率的论述。热力学的概率观点最终在1902年让约西亚·威拉德·吉布斯将统计力学从气体推广到一般的系统,并引入了广义的系综。

动力方程,特别是玻尔兹曼的分子混沌假设启发了至今仍用来描述粒子运动的玻尔兹曼方程家族,例如半导体中的电子。在许多情况下分子混沌假设仍是相当准确的,并可以抛弃复杂的粒子间的相关性让计算更简单。2100433B

H定理是早期用来展现统计物理的威力。H定理可以从可逆微观机制推导出热力学第二定律。它被认为可以否证热力学第二定律。H定理可以很自然地从玻尔兹曼提出的动力学方程“玻尔兹曼方程”推导出。H定理衍伸出许多关于其真实含意的讨论,主要如下:

1)熵是什么? 什么情况下物理量H可以等同于热力学熵?

2)玻尔兹曼方程背后的假设(尤其是分子混沌的假设)是否太强?什么时候这些假设会被破坏?

H定理常见问题

  • 勾股定理怎么算?

    80*80+50*50后开方。

  • 斜切角定理如何证明?

    首先更正一下,是弦切角,老沈瞎说呢。你把图画出来,AB是圆O切线,AC是弦。做过切点A的直径,交圆O于A、D。连接B、D。证明:因为AD是圆O直径,AB是圆O切线所以∠C=90°=∠BAD所以∠BAC...

  • 圆切角定理是什么?

    没有圆切角定理,只有弦切角定理:弦切角等于它所夹的弧对的圆周角

在经典气体模型中,气体分子的运动看起来很混乱。玻尔兹曼说明了假设每次碰撞是随机且独立的,系统会向麦克斯韦分布收束,就算一开始并非符合该分布。玻尔兹曼思考分子碰撞会发生什么事。根据基本的经典力学,两个粒子弹性(例如钢球模型)碰撞的能量转移会根据不同的初始状态而不同(碰撞的角度等)。

玻尔兹曼做了一个很关键的假设,称为“分子浑沌假设”。在任何一次气体碰撞中,参与碰撞的分子会独立地选取分布中的动能、运动方向和起始位置。在这些假设之下,并且给定能量转移的机制,碰撞后的粒子能量会遵守一个特定的随机分布。

考虑所有分子间重复多次独立的碰撞事件,玻尔兹曼建构出动力方程:玻尔兹曼方程。从玻尔兹曼方程可知,碰撞过程的自然结果会让H下降,直到H达到最小值为止 。

H定理文献

地砖上的定理 地砖上的定理

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毕达哥拉斯是古希腊著名的数学家,西方理论数学的创始人.他一生中有很多非凡的研究成果,著名的毕达哥拉斯定理(勾股定理)就是其中之一.提起毕

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地砖上的定理 地砖上的定理

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毕达哥拉斯是古希腊著名的数学家,西方理论数学的创始人.他一生中有很多非凡的研究成果.著名的毕达哥拉斯定理(勾股定理)就是其中之一.提起毕达哥拉斯定理的发现.还有一段有趣的故事.

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香农定理用来求信道的最大传输速率,即信道容量,当通过信道的信号速率超过香农定理的信道容量时,误码率显著提高,信息质量严重下降。需要指出的是这里的信道容量只是理论上可以达到的极限,实际如何达到,该定理不能说明。

割线定理

定义

从圆外一点引圆的两条割线,这一点到每条割线与圆交点的距离的积相等。

从圆外一点P引两条割线与圆分别交于C,B,D,E,则有 PC·PB=PD·PE。如下图所示。 (PA是切线)

英文名称

Secant Theorem

概述

割线定理为圆幂定理之一(切割线定理推论),其他二为:

切割线定理

相交弦定理

证明

如图直线PB和PE是自点P引的⊙O的两条割线,则PC·PB=PD·PE.

证明:连接CE、DB

∵∠E和∠B都对弧CD

∴由圆周角定理,得 ∠E=∠B

又∵∠EPC=∠BPD

∴△PCE∽△PDB

∴PC:PD=PE:PB, 也就是PC·PB=PD·PE.

比较

割线定理与相交弦定理,切割线定理通称为圆幂定理。

最大直径定理(maximal diameter theorem )是关于正曲率流形与同维球面等距的定理。

设M是n维完备黎曼流形,其里奇曲率>(n-1)H}0,其中H是常数.若它的直径等于耐、俪,,则M必与Rn }中半径为1/的球面sn y l!等距.上述定理是郑绍远证明的,后来盐洪胜博(Shiohama,K. )利用体积比较定理给出该定理的一个比较初等的证明.在此之前,托波诺戈夫(Toponogov,V.A.)曾经在M的截面曲率)H>0的条件下,证明了上述定理.博内一迈尔斯定理断言:若M的里奇曲率)(n-1)H>0,则它的直径必镇耐、厉.因此,最大直径定理是博内一迈尔斯定理的补充.

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