المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
{ان أولى الناس بإبراهيم للذين اتبعوه}
2024-10-31
{ما كان إبراهيم يهوديا ولا نصرانيا}
2024-10-31
أكان إبراهيم يهوديا او نصرانيا
2024-10-31
{ قل يا اهل الكتاب تعالوا الى كلمة سواء بيننا وبينكم الا نعبد الا الله}
2024-10-31
المباهلة
2024-10-31
التضاريس في الوطن العربي
2024-10-31

كيف يمكن تلافي ضرر النمل على النحل ؟
5-4-2017
التبــــــــــــــادر
2-9-2016
π
28-2-2016
مرض الأسكا على الكرمة Esca of grapevine
2024-02-05
الأخطار المحدقة بالمجتمع الإسلامي الفتي
25-11-2014
اللادقة والنجوم
2023-06-22

Two-Level System  
  
1004   04:05 مساءاً   date: 6-9-2016
Author : Sidney B. Cahn, Gerald D. Mahan And Boris E. Nadgorny
Book or Source : A GUIDE TO PHYSICS PROBLEMS
Page and Part : part 2 , p 24


Read More
Date: 19-8-2016 1040
Date: 6-9-2016 1157
Date: 30-8-2016 1068

Two-Level System

Consider a system composed of a very large number N of distinguishable atoms at rest and mutually noninteracting, each of which has only two (nondegenerate) energy levels: 0, ε > 0. Let E / N be the mean energy per atom in the limit N → ∞.

a) What is the maximum possible value of E / N if the system is not necessarily in thermodynamic equilibrium? What is the maximum attainable value of E / N if the system is in equilibrium (at positive temperature)?

b) For thermodynamic equilibrium compute the entropy per atom S/N as a function of E / N.

SOLUTION

a) There is nothing to prevent giving each atom its larger energy ε, hence, η = E/Nε has a maximum of 1 with E/N = ε. Clearly, the system would not be in thermal equilibrium. To compute the problem in equilibrium, we need to determine the partition function, Z. For distinguishable noninteracting particles, the partition function factors, so for identical energy spectra

(1)

The free energy would be

(2)

The energy is then

(3)

or

(4)

where x = e-ε/τ. Obviously, since both ε and τ are positive, x cannot be larger than 1. On the other hand, x/(1 + x) is a monotonic function which goes to 1/2 when τ goes to infinity; hence, max{E/Nε} = f(1) = 1/2 at τ → ∞.

b) The entropy may be found from (2)–( 4):

(5)

The entropy per particle, s = S/N, is given by

(6)

Writing

(7)

We can check that

(8)

as it should.




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.