统计力学(又叫
统计物理学)是研究大量粒子(
原子、
分子)集合的宏观运动规律的科学。统计力学运用的是古典力学原理。由于粒子的量大,存在大量的
自由度,虽然和经典力学应用同样的力学规律,但导致性质上完全不同的规律性。不服从纯粹力学的描述,而服从统计规律性,用
量子力学方法进行计算,得出和用经典力学方法计算相似的结果。从这个角度来看,统计力学的正确名称应为统计物理学。
一个粒子运动存在3个自由度,即上下、左右、前后,按照牛顿力学方法,确定它的运动方向,就可以计算它的运动速度、轨迹等,但每个粒子有3个自由度,如果是大量的粒子,加在一起会有无法计算的自由度量,无法计算出它们全体总的运动效果,只能用统计方法计算,即
概率论的方法计算。玻耳兹曼用统计方法和牛顿力学原理计算大量粒子运动情况,得出:
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20世纪初,量子力学出现,物理学家重新用量子力学计算方法研究热力学问题,得出和玻耳兹曼公式相似的结果,量子力学是研究微观世界的最有效的工具,
电动力学和非平衡物理动力学是属于量子力学范畴内的,不是应用经典力学的公式,不能算做统计物理学的内容。