分配関数との関係
出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2021/12/21 14:29 UTC 版)
集合 Ω を粒子数 N によって Ω ( N ) = { ω ∈ Ω ; N ( ω ) = N } {\displaystyle \Omega (N)=\{\omega \in \Omega ;{\mathcal {N}}(\omega )=N\}} Ω = ∐ N Ω ( N ) {\displaystyle \Omega =\coprod _{N}\Omega (N)} の非交和に分解する。これを用いて大分配関数を変形すれば Ξ ( β , μ ) = ∑ N ∑ ω ∈ Ω ( N ) exp { − β E ( ω ) + β μ N ( ω ) } = ∑ N e β μ N ∑ ω ∈ Ω ( N ) exp { − β E ( ω ) } = ∑ N e β μ N Z ( β , N ) = ∑ N λ N Z ( β , N ) {\displaystyle {\begin{aligned}\Xi (\beta ,\mu )&=\sum _{N}\sum _{\omega \in \Omega (N)}\exp\{-\beta {\mathcal {E}}(\omega )+\beta \mu {\mathcal {N}}(\omega )\}\\&=\sum _{N}\mathrm {e} ^{\beta \mu N}\sum _{\omega \in \Omega (N)}\exp\{-\beta {\mathcal {E}}(\omega )\}\\&=\sum _{N}\mathrm {e} ^{\beta \mu N}Z(\beta ,N)\\&=\sum _{N}\lambda ^{N}Z(\beta ,N)\\\end{aligned}}} となる。ここで λ=eβμ は活量である。大分配関数は粒子数 N の分配関数の母関数と見ることができる。
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