
【化】 molecular chaos; stosszahlansatz
element; member; molecule; numerator
【计】 molecusar
【化】 molecule
【医】 molecule
chaos
【化】 chaos
【化】 ansatz
分子混沌拟设(Molecular Chaos Assumption)是统计力学中的一个核心假说,其英文全称可直译为“Stoßzahlansatz”(德语,意为“碰撞数假设”)或“Boltzmann's molecular chaos hypothesis”。该假说由奥地利物理学家路德维希·玻尔兹曼(Ludwig Boltzmann)在19世纪提出,用于简化气体分子碰撞的动力学描述。它假设在宏观系统中,分子碰撞前的运动状态(如速度、方向)彼此独立且无关联,即分子间的运动在碰撞前呈现“混沌”特性。
分子混沌拟设为玻尔兹曼方程的推导提供了数学基础。根据这一假说,气体分子的分布函数可分解为碰撞前后独立概率的乘积,从而将复杂的多体问题简化为单粒子统计模型。这一简化使得通过玻尔兹曼方程预测气体的输运性质(如黏度、热导率)成为可能。例如,在稀薄气体动力学中,该假说被广泛应用于推导流体力学方程。
尽管分子混沌拟设在经典统计力学中具有里程碑意义,但其局限性也引发长期讨论。例如,长程力作用(如电磁相互作用)或高密度系统中,分子间的关联性不可忽略,此时该假说可能导致理论预测偏离实验数据。对此,苏联物理学家尼古拉·博戈留波夫(Nikolay Bogolyubov)在20世纪40年代提出通过级联近似修正关联效应。
分子混沌拟设(Stosszahlansatz,也称分子混沌假设)是统计力学中的重要概念,主要用于推导气体分子运动的统计规律。以下是综合多个权威来源的详细解释:
该假设认为:分子在碰撞前彼此无关联,速度与位置分布完全随机;碰撞后才会产生相关性。这一假设将复杂多体问题简化为两体碰撞问题,成为玻尔兹曼方程的理论基础。
1877年由玻尔兹曼提出,用于解释气体趋向热力学平衡的过程。其核心观点包括:
尽管该假设被广泛应用于理论推导,但长期缺乏直接实验证据。近年通过构建分层气体模型发现:
英文术语为molecular chaos hypothesis或直接使用德语词Stosszahlansatz(意为“碰撞数假设”)。需注意与数学/哲学中的“混沌理论”(chaos theory)区分,后者指非线性系统的不可预测性,属于不同学科概念。
以上内容综合了物理学史、统计力学原理及实验验证研究,主要参考来源为百度文库的权威学术解析。
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