等分配の原理とは？
とうぶんぱいのげんり
「原理」の用語まとめを見る等分配の原理とは、熱平衡にある系では各自由度に対してエネルギーが均等に分配されるという、古典統計力学の基本定理です。
等分配の原理（エネルギー等分配の定理）とは、古典統計力学における重要な定理で、熱平衡状態にある系では各々の自由度に対して平均して同じエネルギー（kT/2、k：ボルツマン定数、T：絶対温度）が分配されるという法則です。
ここで自由度とは、系の状態を記述するために必要な独立した変数の数を指します。例えば、
- 単原子分子（アルゴンなど）：並進運動3自由度 → 内部エネルギーは(3/2)kT
- 二原子分子（酸素・窒素など）：並進3＋回転2＝5自由度 → (5/2)kT
- 多原子分子：さらに振動自由度が加わる
この原理はマクスウェルとボルツマンらによって統計力学的に定式化されました。気体の比熱を分子の自由度から予測できる点が大きな成果でしたが、実験値と一致しない場合も現れ、その矛盾が量子力学の発展を促しました。
量子力学的な観点では、エネルギー準位が離散的であるため、温度が低いと一部の自由度が「凍結」されてエネルギーが分配されなくなります。このため等分配の原理は高温・古典的な状況での近似として理解されています。固体の比熱（デュロン・プティの法則）など、身近な熱物性の理解にも等分配の原理が基礎を提供しています。
使い方・例文
気体の温度が上がると分子の並進・回転運動が活発になるのは、温度（熱エネルギー）が各自由度に等しく分配されるためです。単原子分子と二原子分子の比熱が異なるのも、自由度の違いによる等分配の原理の現れです。
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