Peso estadístico

El peso estadístico  es una cantidad física que determina en mecánica cuántica y estadística cuántica el número de estados cuánticos diferentes de un sistema con la misma energía (sinónimo: factor de degeneración del nivel de energía ). En física estadística y termodinámica, el peso estadístico es el número de formas (microestados de un sistema) en las que se puede realizar un estado macroscópico dado de un sistema estadístico. El peso estadístico generalmente se denota con los símbolos Γ, g , w , W o Ω .

De acuerdo con la definición anterior, un peso estadístico es un número entero adimensional mayor o igual a uno, . En ocasiones al peso estadístico se le denomina probabilidad termodinámica , aunque cabe señalar que la probabilidad suele definirse como un número real entre 0 y 1.

Cuando se consideran sistemas cuánticos con un espectro continuo de energía, el peso estadístico generalmente se entiende como el número de estados cuánticos por un cierto intervalo de energía. En esta definición, el peso estadístico tiene la dimensión de energía recíproca.

En la aproximación semiclásica, la medida del peso estadístico es el volumen de fase del sistema por cierto intervalo de energía. Si el sistema tiene n grados de libertad , entonces el volumen de fase y el peso estadístico correspondiente se expresan en unidades de h n , donde h  es la constante de Planck .

La entropía S del sistema y su peso estadístico están relacionados por la relación de Boltzmann : S = k ln w (aquí k  es la constante de Boltzmann ).

El peso estadístico, definido a través del volumen de fase o el número de microestados, es una cantidad física multiplicativa: si un sistema consta de dos subsistemas que no interactúan con pesos estadísticos w 1 y w 2 , entonces el peso estadístico total del sistema es W = w 1 w 2 .

Véase también

Literatura