v2.0.9794.34739
Fizyka dla każdego
Fizyka statystyczna: mikrostany, obsady i fluktuacje · 1 min czytania

Sto i dziesięć tysięcy ośrodków: co naprawdę maleje?

Opublikowano: 25.10.2026
Wyślij link e-mailem Własna poczta Komentarze: 0

Oceń ten artykuł: od 1 do 5 gwiazdek
(0 głosów) . Jeszcze nie oddano głosów.

Kliknij gwiazdkę, aby od razu oddać ocenę. Klawiaturą wybierz gwiazdkę klawiszem Tab i naciśnij Enter lub spację. Jeden głos na materiał z danej przeglądarki.

Niezależne ośrodki są wzbudzone z prawdopodobieństwem 1/4. Porównaj próbki zawierające N = 100 i N = 10 000 ośrodków. a) Oblicz średnią liczbę wzbudzeń, odchylenie standardowe tej liczby i względne odchylenie σn/⟨n⟩. b) Podaj średnią energię oraz odchylenie energii w jednostkach Δ. c) Oceń zdanie: „w większej próbce fluktuacje są sto razy mniejsze”.

Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie
Wskazówka

Wzrost N sto razy zwiększa średnią sto razy, ale odchylenie standardowe tylko dziesięć razy. Iloraz obu wielkości zachowuje się jeszcze inaczej.

Rozwiązanie

Próbka ze stu ośrodków

Średnia wynosi Np = 100 · 1/4 = 25. Wariancja to 100 · (1/4)(3/4) = 18,75, zatem σn ≈ 4,33013. Względny rozrzut wynosi 4,33013/25 ≈ 0,173205, czyli 17,32%.

Próbka z dziesięciu tysięcy ośrodków

Dla N = 10 000 średnia to 2500, wariancja 1875, a σn ≈ 43,3013. Względny rozrzut to 43,3013/2500 ≈ 0,0173205, czyli 1,732%. N wzrosło sto razy, ale √N tylko dziesięć razy.

Energia i ocena zdania

Przy E = nΔ średnie energie wynoszą odpowiednio 25Δ i 2500Δ, a odchylenia energii 4,33013Δ i 43,3013Δ. Jednostka Δ jest energią; wariancje energii miałyby jednostkę Δ².

Podane zdanie nie rozróżnia miary. Bezwzględne odchylenie liczby wzbudzeń jest w większej próbce dziesięć razy większe. Względne odchylenie jest dziesięć razy mniejsze. Sto razy mniejsza jest względna wariancja, czyli kwadrat tego względnego odchylenia. Zawsze trzeba wskazać, którą wielkość porównujemy.

Wyniki opierają się na niezależności i jednakowym p w obu próbkach. Silne oddziaływania lub wspólna zmienność warunków mogą wprowadzić korelacje i zmienić skalowanie rozrzutu.

Powiązana teoria

Fluktuacje w równowadze: liczba cząstek, energia i niezależne obserwacje

Dalsza lektura

Materiał referencyjny

Najpierw spróbuj samodzielnie. Zapisz dane, wybierz prawa fizyczne i sprawdź jednostki. Przejdź do zadań ze sprawdzaniem odpowiedzi »

Ostatnie materiały autora

Wszystkie materiały autora »

Komentarze (0)

Nie ma jeszcze opublikowanych komentarzy. Rozpocznij rozmowę o tym materiale.

Dodaj komentarz

Możesz komentować jako gość lub zalogować się, aby użyć danych konta. Utwórz konto

Emotikony

Zaznacz tekst i wybierz formatowanie lub użyj Ctrl/Cmd+B, I, U w polu komentarza. Znaczniki HTML nie są wykonywane.

Wybór wszystkich komentarzy obejmuje odpowiedzi. Powiadomienia wymagają potwierdzenia adresu; zrezygnujesz z nich przez link w wiadomości.

← Wróć do działu: Zadania Do góry ↑
Nie znalazłeś szukanego materiału? Napisz do nas — pomóż nam rozwijać Fizykę dla każdego.