能量均分定理

玻耳兹曼和吉布斯的经典统计力学的一个重要结果是能量均分定理。这个定理是说，在热力学平衡时，每个自由度都有一个平均能

量 1 kT。早在1845年，当热力学平衡时一种气体混合物中各类分子之间

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能量均分的思想，就由 J．J．沃特斯顿在给伦敦皇家学会的一篇论文中提出来了，但这篇论文没有发表。1859 年麦克斯韦重新发现了这一思想。金斯的论证，对麦克斯韦的论证作了改进（1879 年），基本上等价于微正则系综的方法。该定理从单原子气体和固体的比热（杜隆—珀替定律） 中获得了大量的实验证据。但它在双原子气体情况下的失效和在非常低的温度下对杜隆—珀替定律的偏离是如此严重，以致开尔文勋爵在 1900 年说这种失效是密布在热的动力学理论之优美和清晰性上的“两朵乌云”之一。

量子理论的起源将是下一章的主题。经典物理学（动力学、电磁理论、热力学和统计力学）在说明黑体辐射观察谱线分布上的失败，就是由包括能量均分定理在内的瑞利—金斯定律的失败而积聚起来的。