中國的近海
[拼音]:peifen hanshu
[英文]:partition function
同統計分佈密切相關的、反映系統熱力學性質的特徵函式。
對正則分佈,系統具有確定的粒子數N、溫度T和體積V。 於是, 系統處在能級Ei上的機率是
,其中Z就是配分函式。它等於
,式中 Ωi表示能級 Ei上的簡併度;
,k是玻耳茲曼常數。或者,系統處在量子態 s上的機率是
則配分函式是
。這裡對所有的量子態求和。
過渡到準經典情形,在Γ相空間(見相宇)有
,
而
,
其中
是 Γ相空間的體元,p、q分別表示廣義動量和廣義座標,h是普朗克常數,f是一個粒子的自由度數目。
對巨正則分佈,系統具有確定的溫度,體積和化學勢時處在N和Es上的機率是
,其中
,而Ξ 稱巨配分函式,它等於
。
過渡到準經典情形的表式為
,
,
並且以 T、V、μ為獨立變數的巨熱力勢Ω可由巨配分函式決定如下
,它是特徵函式。
由巨正則分佈過渡到近獨立粒子的費密系和玻色系時
,其中
, 式中的gi是單粒子能級εi上的簡併度,正負號分別對應費密子或玻色子。設Ni是εi上的粒子佔據數,則平均佔據數嚺i由公式
所給,可得
,
是費密或玻色分佈,而在量子態p上的平均粒子數是
,
當eα>>1時,過渡到玻耳茲曼分佈情形
和
,
其中配分函式
,稱為單粒子的配分函式。在準經典情形中,μ相空間的粒子數密度分佈是
,其配分函式為
,其中dpdq=dp1...dpfdq1...dqf是μ相空間的體積元。
可以證明,求出配分函式後,一切熱力學函式都能夠完全確定。配分函式使統計物理學同熱力學建立了聯絡。