 是统计随机的，但存在稳定的能级（或波谱）统计分布，有相同的平均值 （T），则式（59）进一步简化为：
 （60）
需要强调的是，由于系统多粒子之间的时空统计关联性，宏观稳定的系统总能态，并不是所有粒子都处在单粒子最高能级并对应有最大简并态数的子态，在系统总内能密度稳定不变的条件下，单粒子的能级是统计随机的，同一时刻各个组成粒子的能级可以不同，（但难以区分），并存在稳定的能级（波谱）统计分布，系统的同能总简并态数，是总能不变的所有粒子能级组合对应的简并态之和。因为粒子密度足够大，系统的同能总简并态数，与系统所有粒子能级均取平均值的能级组合所对应的简并态数（简并态数最大的一种能级组合），为同一数量级，其可以作为系统的同能总简并态数的一个近似。
物质均衡稳定的状态与其内能及相应的微观时空结构简并态总集，是一一对应的关系。同一物质不同的相态，时空结构形态不同，内能密度存在明显的、不连续的、跃迁性的差异，相应的系统总简并态数变化，也是明显的、不连续的、跃迁性的，表现在宏观形态上即是状态的相变。物质系统不同的结构形态，肯定对应不同的系统结构势能（也即是系统全体粒子之间的相互作用能），这也是不同相态内能密度存在明显的、不连续的、跃迁性的差异的主因。所以，物质相变的本质特征，是其结构势能密度和内能密度产生明显的、不连续的、跃迁性的变化。这是相变的本质理论机理。
以前置约束条件进一步分析相变的本质特征。等体等质均衡变化状态下，由单粒子组成的物质系统，在相变温度TC，呈现均衡稳定的双相态。此时不同物态的粒子热内能（TC)是相同的，产生跃迁变化的是粒子的结构势能 。物质单一均衡稳定的状态，系统的有序结构势能对所用粒子来讲是平均势场，一定温度范围内可以是稳定的。相对于孤立自由运动的粒子单元来讲，多粒子体系的内部自生结构势能，是负值，即低位能，对粒子的自由热运动起约束作用，整体下移了系统的粒子能级，系统的简并态数不连续的跃迁性的减少，系统时空结构形态集混乱度明显跃迁性降低。所以，物质不同相态的结构能也称为有序结构能。
定理 7 相变过程是物质的粒子单元在两种不同的结构势能之间群体跃迁过程。
同一物质系统，可以有很多不同大小的结构势能，系统在等体等质均衡变化状态下，从高温持续均衡降温过程，可以引起系统粒子单元多次群体性从相对高位有序结构势能能级到更低位有序结构势能能级的跃迁，产生多个相变过程，右图为示意图。
系统的有序结构势能能级，不一定是完全是离散的，有些结构能级可以是温度的函数，有些可以在一定温度范围内稳定不变，但系统的有序结构势能能级结构，只要存在对温度的函数关系的不连续跃迁，即会在此断点温度产生物态相变。有序能能级有几个能级或不连续跃迁，物体系统即会有几种明显的相变态。
有序结构势能为均衡系统粒子之间的相互作用场，对每个的粒子单元来讲，都是一样的。对连续相变来讲，在相变温度，全时空内系统的所有粒子群体协同跃迁，几何意义上属于各向同性关联或具标度不变性关联，宏观物态发生突变，这也正是相变的各种平均场理论的逻辑基础。粒子的结构势能能级当然与粒子的热运动有关，不同能级的结构势能有明显的作用界限，某些特定能级在温度降低到一定水平时，其作用才会显现。
3.3.2 有序结构势能能级结构及对应的相变特征
等体等质均系统温度均衡变化，系统粒子之间的相互作用结构势能能级 ，在温度变化区间内，有多个不连续能级结构，可以表示为：
 (61)
另一方面，多粒子系统在某一j物相的内部粒子相互作用势能 ，为所有可能存在的各种全体粒子的相互作用势能之和，包括引力势能、电势、磁势（自旋耦合）、电磁作用等。由于各种相互作用势与时空结构关联，并且强度大小差异较大，就宏观效果来讲，有些作用可能在特定相态中才能表现出来；有些作用势能，是某一宏观主相的精细结构，即系统内部粒子相互作用势能可以有精细结构子能级。人为地改造或控制多粒子系统的结构形态，可以制造出能够产生“所希望的”相态的物体（或器件）。
根据（61）式，等体等质均衡变化系统在降温过程中，系统粒子在相变温度 从j相向j+1相作群体有序跃迁，单个粒子i释放热内能为：
 (62)
其中 为粒子i在相变温度从j相向j+1相跃迁有序结构势能级变化放出的光量子。事实上，一般相变过程都可以观察到所相伴的光热现象。 19/30 首页 上一页 17 18 19 20 21 22 下一页 尾页 |
