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Physique · Prépa 2e année · 1 leçon

Fiche de révision : Physique statistique

L’essentiel de chaque leçon du chapitre, tel qu’il est écrit dans le cours : à relire, à imprimer, puis à vérifier par l’entraînement.

Les notions de cette fiche

  • Facteur de Boltzmann et système à deux niveaux — Microétats et macroétat, hypothèse d'équiprobabilité, système en contact avec un thermostat, facteur de Boltzmann exp(−E/kT), fonction de partition, population relative de deux niveaux, énergie moyenne et capacité thermique d'un système à deux niveaux, ordre de grandeur de kT à température ambiante.

À maîtriser avant de commencer

Ces notions sont utilisées ici. Relisez-les si l’une d’elles vous échappe.

  • Modèle du gaz parfait — Interprétation microscopique de la pression et de la température, équation d'état p V = n R T, température absolue en kelvin.
  • Énergie interne, transferts thermiques — Énergie interne, capacité thermique, Q = m c ΔT, modes de transfert (conduction, convection, rayonnement), bilan d'énergie, loi phénoménologique de Newton.
  • Fonction exponentielle — Définition (exp' = exp, exp(0) = 1), relation fonctionnelle, variations, courbe, e^(a+b) = e^a e^b ; croissance exponentielle.
  • Variables aléatoires — Loi de probabilité d'une variable aléatoire discrète, espérance, variance, écart-type, interprétation en moyenne sur un grand nombre de répétitions.

Le début de la fiche

Extrait de la leçon « Facteur de Boltzmann et populations », tel qu’il figure sur la fiche.

Retenir les relations

  • N2N1=g2g1e−ΔE/(kBT)\frac{N_2}{N_1}=\frac{g_2}{g_1}e^{-\Delta E/(k_BT)}
  • Z=∑igie−Ei/(kBT)Z=\sum_i g_i e^{-E_i/(k_BT)}

Commencez par l'écart d'énergie et les dégénérescences. Utilisez un rapport pour éliminer ZZ, puis normalisez seulement si une probabilité absolue est demandée. À haute température devant l'écart, les poids par microétat se rapprochent ; les poids par niveau restent sensibles à la multiplicité.

Les pièges à éviter et la version imprimable sont réservés à votre compte.

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