Das kanonische und großkanonische Ensemble

Zusammenfassung

In diesem Kaptel gehen wir zur Statistischen Mechanik zurück und studieren aus dieser Warte Wechselwirkungen zwischen einem betrachteten System und seiner Umgebung. Die entscheidende Frage ist immer: Wenn man ein kleines System a in Kontakt mit einem großen System A (Reservoir) bringt und das Gesamtsystem als abgeschlossen voraussetzt, auf welchen Zustand stellt sich das kleine System ein im Gleichgewicht mit dem großen? Da ein ständiger Energieaustausch zwischen a und A stattfindet, wird das kleine System a keinen festen Mikrozustand einnehmen, sondern seine Zustände werden einerWahrscheinlichkeitsverteilung unterliegen und so einen Makrozustand bilden. Relevant sind am Ende das kanonische Ensemble (Austausch von Energie bei fester Temperatur) und das großkanonische Ensemble (Austausch von Energie und Teilchen bei fester Temperatur und gegebenem chemischen Potenzial). Beide Ensembles beschreiben reale physikalische Situationen.