Benutzer:Bleckneuhaus/Zustand (Physik)

Zustand ist ein in der Physik häufig gebrauchter Grundbegriff, der zwischen den ebenso häufig gebrauchten Grundbegriffen System und Prozess steht:

• Ein physikalisches System kann in verschiedenen Zuständen vorliegen.
• Nimmt das System mit fortschreitender Zeit eine Reihe verschiedener Zustände an, durchläuft es einen Prozess.

Im engeren Sinn definiert man einen Zustand durch die Angabe einer Menge von physikalischen Größen, die zwei Anforderungen genügt:

1. Alle übrigen Größen, die im betrachteten Zustand physikalisch beobachtbar sind, lassen sich daraus berechnen.
2. Die künftige Entwicklung des Systems lässt sich daraus berechnen (wobei vorausgesetzt ist, dass die erforderlichen Zusatzinformationen mit der Definition des Systems gegeben wurden).

Die Menge der so definierten Zustände bildet den Zustandsraum oder Phasenraum des betrachteten physikalischen Systems. Je nach Teilgebiet der Physik existieren deshalb unterschiedliche Zustandsbegriffe:

• Klassische Mechanik des Massepunktes: Der Zustand ist gegeben durch Ort und Impuls.
• Klassische Mechanik des Starren Körpers: Der Zustand ist gegeben durch Ort und Impuls des Schwerpunkts, die Orientierung des Körpers und seinen Drehimpuls um den Schwerpunkt.
• Klassische Statistische Mechanik vieler Massenpunkte: Der Zustand (genauer: der Mikrozustand) ist gegeben durch Ort und Impuls jedes einzelnen Massepunkts.
• Thermodynamik: Der Zustand ist gegeben durch makroskopische Größen wie Volumen, Druck, Temperatur, innere Energie.
• physikalische Chemie: Der Zustand ist gegeben durch die Zustandsgrößen der Thermodynamik sowie die Massenanteile verschiedener Stoffe.
• Elektromagnetisches Feld: Der Zustand ist gegeben durch die elektrische und magnetische Feldstärke an jedem Ort sowie ihre zeitlichen Ableitungen.
• Quantenmechanik: Der Zustand ist gegeben durch den Zustandsvektor (z.B. in Gestalt der Wellenfunktion).
• Quantenstatistik: Der Zustand des Teilchensystems ist gegeben durch die Besetzungszahlen sämtlicher möglicher Einteilchenzustände.