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Statistische Physik


Definition


Basiswissen


Die statistische Physik fasst alle Methoden zusammen, bei denen die Wahrscheinlichkeitsrechnung (Stochastik) auf Fragen der Physik angewendet wird. Das ist hier kurz vorgestellt.

Die Thermodynamik als klassisches Beispiel


Luft besteht aus kleinsten Teilchen, den Molekülen[2]. Diese Moleküle sind in sich zum Teil sehr komplizierte Strukturen mit einem oft schwer beschreibbaren Verhalten im Einzelfall. Wöllte man das Verhalten von einer größeren Menge Luft aus den exakten Zuständen der Moleküle ableiten wäre bereits bei wenigen Molekülen die leistungsstärksten Computer überfordert. Stattdessen kann man sich die Luftteilchen aber auch als einfachste Kügelchen vorstellen, die lediglich nach den Gesetzen des physikalischen Stoßes miteinander wechselwirken. Mit dieser einfachst-möglichen Annahme lassen sich dann dennoch auf statistischem Wege viele bekannte Naturgesetze der sogenannten Thermodynamik ableiten[1]. Siehe mehr dazu unter kinetische Gastheorie ↗

Die Quantenphysik als modernes Anwendungsgebiet


Seit den 1920er Jahren wurde schnell klar, dass es im Bereich der Quantenphysik das Verhalten der einzelnen Teilchen nur noch als Wahrscheinlichkeit angegeben werden kann. Die Idee der klassischen Physik, dass aus einem eindeutigen Zustand A immer auch eindeutig ein einziger Zustand B folgt, gilt dort nicht mehr. Die gesamte Quantenphysik ist eine rein statistisch-stochastische Theorie. Siehe auch Quantenphysik ↗

Fußnoten