Mikrozustand

Ein Mikrozustand ist in der statistischen Physik die vollständige mikroskopische Beschreibung eines thermodynamischen Systems. Ein Mikrozustand entspricht damit einem Punkt im Phasenraum des ganzen Systems (nicht dem eines Teilchens). Für ein klassisches ideales Gas sind damit die Orte und die Impulse aller Teilchen festgelegt.

Im Gegensatz zum Mikrozustand beschreibt der Makrozustand das System durch seine gemittelten Parameter, wie etwa Temperatur, Druck oder Magnetisierung. Ein thermodynamisches System mit gegebenem Makrozustand besetzt nun verschiedene Mikrozustände der Energie ${\displaystyle E_{i}}$ mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit ${\displaystyle p_{i}}$. Aus diesen Mikrozuständen zusammen mit ihren Wahrscheinlichkeiten lassen sich viele Parameter des Systems berechnen.

Oft sind einige Mikrozustände eines abgeschlossenen Systems nach außen hin nicht unterscheidbar (z. B. weil sie die gleiche Gesamtenergie und den gleichen Gesamtimpuls oder die gleiche Gesamtmagnetisierung haben). Gemäß dem Postulat der gleichen a-priori-Wahrscheinlichkeiten tritt im thermischen Gleichgewicht jeder dieser Mikrozustände mit gleicher Wahrscheinlichkeit auf. Es kann nicht belegt werden, ist aber die einzig plausible Annahme, da jede Auszeichnung eines dieser Zustände durch eine veränderte Wahrscheinlichkeit eine gewisse Willkür bedeuten würde.^[1]

1. ↑ Wolfgang Nolting: Grundkurs Theoretische Physik 6: Statistische Physik. Springer DE, 2007, ISBN 978-3-540-68870-9, S. 4–5 (google.de [abgerufen am 6. Januar 2013]).