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[轉(zhuǎn)載]序參量(order parameter)

 新用戶30775772 2022-02-14

 序參量(order parameter )是一個特定的熱力學參量。它也是溫度T和壓強p(或其他熱力學參量)的單值函數(shù)。它甚至在某特定外場下可為空間坐標的函數(shù)(如超導或超流處于渦旋態(tài))。它的引入是經(jīng)典熱力學理論一個重大的發(fā)展,是朗道對熱力學理論的重要貢獻。序參量是建立朗道相變理論的基本參量,它直接反映系統(tǒng)在連續(xù)相變前后的對稱破缺。序參量為零對應(yīng)系統(tǒng)處于高對稱性有序度低的無序相。而在臨界溫度以下,序參量描述低對稱高有序度的有序相。故序參量將從臨界溫度Tc開始隨溫度下降其數(shù)值從零變化到非零值。序參量也和其他熱力學參量一樣反映不同系統(tǒng)的內(nèi)部特性。對于自發(fā)磁化的磁介質(zhì),磁化強度M就是序參量,這與通常磁介質(zhì)熱力學參量是一致的。在氣液相變臨界點,因為要保證無序相序參量為零,取液相密度與氣相密度差ρ液-ρ氣為序參量。對于具有強烈宏觀量子效應(yīng)的超導或超流態(tài),序參量取宏觀波函數(shù)ψ。

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       描述系統(tǒng)有序程度的變量。它是協(xié)同學提出的一個基本概念。序參量是非線性系統(tǒng)突變前后所發(fā)生的質(zhì)的飛躍的最突出的標志。突變前系統(tǒng)處于無序狀態(tài)時,序參量為零,當外界控制參量超過臨界值后,序參量隨著系統(tǒng)有序結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)而具有一定的數(shù)值,不僅如此,序參量的重要性還在于它在系統(tǒng)發(fā)生突變時起著支配其它變量的作用,序參量的行為決定了系統(tǒng)突變的形式與特點,決定了其它量的變化情況,所以尋找系統(tǒng)的序參量是把握系統(tǒng)演化性質(zhì)的關(guān)鍵步驟。描寫系統(tǒng)狀態(tài)的狀態(tài)變量一般有許多個,從中抽取序參量的途徑是考察它們在臨界點的演化行為,序參量是系統(tǒng)狀態(tài)變量中隨時間變化較慢的那些量,有時也稱它們?yōu)槁兞?。不同的系統(tǒng)序參量的形式不同,有些系統(tǒng)的序參量就是它的各種狀態(tài)變量中的一個或幾個,但有些系統(tǒng)則需通過狀態(tài)變量的迭加才能得到序參量,還有一些系統(tǒng)的序參量不能通過已知的狀態(tài)變量得到,必須選擇更高層次的量作為描寫系統(tǒng)狀態(tài)的序參量。序參量選定以后,我們就可以通過研究序參量來了解整個系統(tǒng)的演化行為。有時在臨界點處有幾個序參量同時存在,它們協(xié)同一致控制系統(tǒng),共同決定著系統(tǒng)的有序結(jié)構(gòu),但隨著控制參量的繼續(xù)變化,處于合作中的幾個序參量的地位也在變化,一旦控制參量達到一個新的閾值,就可能導致只有一個序參量單獨決定系統(tǒng)的行為,使系統(tǒng)達到更高一級的有序。正確地選擇序參量會給問題的處理帶來很大的方便,協(xié)同學中的支配原則是判定系統(tǒng)序參量的有效工具。

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   是前蘇聯(lián)著名理論物理學家朗道在研究平衡相變時首先提出來的,是針對系統(tǒng)相變后和相變前相比出現(xiàn)的宏觀上的物理性能或結(jié)構(gòu)而言的,是描述系統(tǒng)有序程度的物理參量
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描寫系統(tǒng)宏觀有序度的參數(shù)。它旨在描述系統(tǒng)在時間的進程中會處于什么樣的有序狀態(tài),具有什么樣的有序結(jié)構(gòu)和性能,運行于什么樣的模式之中,以什么模式存在和變化,等等。序參量是一種完全不同于微觀參量的概念,它是為了描述系統(tǒng)整體的有序性或宏觀模式而引入的。序參量在整個系統(tǒng)的運行中,在其內(nèi)部和外部的相互作用中具有決定性的作用,居于某種主導地位。序參量支配和規(guī)定著宏觀系統(tǒng)的有序狀態(tài)、結(jié)構(gòu)性能以及有序度的變化。同時,少數(shù)序參量的支配作用并不是絕對的,各子系統(tǒng)及其參量對序參量也有反作用。這不僅表現(xiàn)在,序參量是在各子系統(tǒng)及其參量的共同作用中形成的,是在它們的集體運動中產(chǎn)生的,而且還在于某些子系統(tǒng)及其參量的行為可以成長為決定整個系統(tǒng)秩序的一種模式,它們能夠在一定的過程中經(jīng)過放大擴充變成起支配作用的序參量。

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