Закон розподілу Больцмана являє собою закон розподілу молекул за потенціальними енергіями, закон розподілу Максвелла – за кінетичними. Очевидно, що об'єднавши ці два закони, можна одержати закон розподілу молекул за повними енергіями. Таке об'єднання можливе на основі теореми про ймовірності складної події.
Згідно з рівнянням (6.9), кількість молекул, що потрапляють у межі об'єму
у точці з координатами
, дорівнює:

де
– число молекул в одиниці об'єму. З урахуванням закону Максвелла число молекул, компоненти швидкості яких лежать у межах від
до
, а координати в межах від
до
буде дорівнювати:
(6.22)
Тут
– нормувальний множник, що дорівнює
. У рівнянні (6.22) потенціальна (
) і кінетична (
) енергії, а отже, і повна енергія
можуть набувати безперервного ряду значень. Якщо повна енергія частинки може набувати лише дискретного ряду значень:
(наприклад, внутрішня енергія атома), то розподіл Максвелла–Больцмана має вигляд:

(6.23)
де
– число частинок у стані з енергією
,
– коефіцієнт пропорційності, що повинен задовольняти умову:

де
– загальне число частинок у розглянутій системі. Підставивши це значення
у рівняння (6.23), отримаємо остаточний вираз закону розподілу мікрочастинок за дискретними значеннями енергії:
(6.24)







