فضای فاز

فضای فاز (به انگلیسی: Phase Space) فضایی است شامل تمام حالات ممکن برای یک سیستم. هر حالت سیستم در فضای فاز با یک نقطه نمایش داده می‌شود.

در مکانیک عموما فضای فاز شامل تمامی مقادیر ممکن مکان و تکانه است.

در فضای فاز، هر درجه آزادی سیستم با یک محور نمایش داده می‌شود. به عنوان مثال فضای فاز یک تک ذره آزاد در فضای ۳ بعدی، شامل ۳ محور برای مولفه‌های مکان و ۳ محور برای مولفه‌های تکانه است. در مکانیک آماری فضای فاز یک سیستم N ذره‌ای دارای بعد ۶N است. شناختن دقیق فضای فاز یک سیستم به محاسبهٔ آنتروپی و تابع پارش آن سیستم کمک می‌کند.

اگر سیستم بسته باشد، مقدار انرژی کل در آن ثابت است. این سیستم با صفحه ای با یک بعد کمتر از سیستم باز در فضای فاز نمایش داده می شود.

اگر ناحیه ی کوچکی را در فضای فاز در نظر بگیریم، این ناحیه با گذشت زمان تغییر شکل می دهد اما حجم آن همواره ثابت است. علت تغییر شکل تغییر موقعیت و تکانه ی هر ذره با گذشت زمان است. این قضیه به قضیه ی لیوویل شهرت دارد که در آن "سیال" فضای فاز غیرقابل تراکم است.

منبع

• Huang, Kerson (1990), Statistical Mechanics (به انگلیسی), Wiley, John & Sons, Inc