Termodynamika i fizyka statystyczna R 1100-2Ind18

1. Wstęp: Jak sobie radzić z układami wielu cząstek? Krótkie kompendium z rachunku prawdopodobieństwa.
2. Symetrie i ich znaczenie w fizyce
3. Demon Laplace'a. Opis świata w skali mikro i w skali makro. Pojęcie
nieodwracalności. Procesy dochodzenia do stanu równowagi
4. Zliczanie mikrostanów. Entropia.
5. Rozkład mikrokanoniczny.
6. Równowaga mechaniczna, termiczna i chemiczna. Pojęcie temperatury,
ciśnienia i potencjału chemicznego.
7. Rozkład kanoniczny, suma statystyczna, energia swobodna, fluktuacje.
8. Termodynamika. Pojęcie pracy i ciepła. Pierwsza zasada termodynamiki.
9. Druga zasada termodynamiki. Klasyfikacja procesów Plancka,
wewnętrzna produkcja entropii. Silniki, lodówki, pompy
cieplne etc.
10. Wyrażenie na entropię w rozkładzie kanonicznym. Interpretacja pracy i ciepła w języku stanów energetycznych.
11. Silnik Szilarda, demon Maxwella i zasada Landauera - czy płacimy entropią za zapominanie?
12. Wielki rozkład kanoniczny. Wielki potencjał termodynamiczny.
13. Potencjały termodynamiczne i zasady ekstremalne.
14. Tożsamości Maxwella, praca minimalna i maksymalna.
15. Podatności i efekty krzyżowe, warunki stabilności, reguła przekory
16. Dygresja: próby zdefiniowania entropii Wszechświata, problemy z
termodynamiką układów grawitujących, entropia czarnych dziur, zasada
holograficzna t'Hoofta
17. Układy wieloskładnikowe i wielofazowe, przejścia i diagramy fazowe.
18. Kwantowa fizyka statystyczna. Operator gęstości.
19. Statystyki kwantowe, kwantowe gazy doskonałe.
20. Gaz fermionów, energia Fermiego, ciepło właściwe
21. Gaz bozonów, kondensacja Bosego-Einsteina
22. Promieniowanie ciała doskonale czarnego, rozkład Plancka
23. Ciepło właściwe kryształu; model Einsteina i Debye'a