Fizyka statystyczna B 1102-4AF12

Wykład składa się z dwóch części. Część pierwsza (mniej więcej 8 godzin wykładowych) poświęcona jest termodynamice fenomenologicznej stanów równowagi. Prezentowane podejście jest tzw. podejściem neo-Gibbsowskim, choć przy okazji dyskusji Drugiej Zasady Termodynamiki omawiane są także jej klasyczne sformułowania pochodzące od Kelvina, Clausiusa i Caratheodory'ego. Część dotyczaca termodynamiki fenomenologicznej jest krótsza od części drugiej, ponieważ studentki i studenci słuchali już wykładu obejmującego elementy termodynamiki. Dlatego po omówieniu zasad termodynamiki, transformacji Legendre'a, zagadnień związanych z potencjałami termodynamicznymi i zasadami ekstremum dla tych potencjałów, omawiana jest termodynamiczna teoria przemian fazowych i zjawisk krytycznych.
Druga część wykładu dotyczy równowagowej mechaniki statystycznej i zawiera omówienie teorii zespołów statystycznych Gibbsa: mikrokanonicznego, kanonicznego i wielkiego kanonicznego. Przedstawiona zostanie zarówno teoria klasyczna jak i kwantowa. Przedstawienie teorii zaczyna się od postulatu równych prawdopodobieństw a priori i zespołu mikrokanonicznego a następnie - na tej podstawie - wyprowadzeniu rozkładów prawdopodobieństwa dla zespołów kanonicznego i wielkiego kanonicznego.
W części poświęconej teorii kwantowej omawiana jest teoria kwantowych gazów doskonałych, w tym kondensacji Bosego-Einsteina, promieniowania ciała doskonale czarnego, teorii ciepła właściwego kryształów, w tym wkładu elektronowego i fononowego.

Rodzaj przedmiotu

obowiązkowe

Tryb prowadzenia

w sali

Założenia (opisowo)

Celem wykładu jest zapoznanie studentek i studentów z podstawami termodynamiki fenomenologicznej stanów równowagi w ujęciu neo-Gibbsowskim oraz podstawami równowagowej mechaniki statystycznej, zarówno klasycznej jak i kwantowej. Istotna częścią wykładu są ćwiczenia oraz zadania domowe, które studentki i studenci otrzymują do rozwiązania po każdych ćwiczeniach. Każda seria składa się z 3-5 zadań a rozwiązanie losowo wybranego zadania jest sprawdzane, oceniane i - w razie potrzeby - dyskutowane na następnych ćwiczeniach. Punkt zebrane z zadań domowych wraz z punktami z dwóch kolokwiów stanowią podstawę do zaliczenia ćwiczeń. Egzamin składa się z części pisemnej i ustnej.

Efekty kształcenia

Rezultatem kształcenia ma być znajomość metod pozwalających na wyprowadzanie makroskopowych własności układów wielu ciał na podstawie znajomości ich struktury mikroskopowej i wzajemnych oddziaływań.
Położony zostanie także nacisk na strukturę modeli stosowanych w mechanice statystycznej gazów i magnetyków, a także elementarne przykłady przybliżonych rozwiązań dla układów wielu ciał, jak np. teoria Debye'a - Hueckela.

Kryteria oceniania

Na zaliczenie ćwiczeń składają się punkty uzyskane z dwóch kolokwiów ( 2x15 punktów) oraz zadań domowych (jedna seria 3-5 zadań po każdych ćwiczeniach, w sumie 15 puktów). Ćwiczenia zaliczają osoby, które uzyskały co najmniej 22 punkty.
Egzamin składa się z części pisemnej i ustnej.
Ocena końcowa jest wypadkową wyniku egzaminu pisemnego, ustnego oraz poziomu zaliczenia ćwiczeń.

Literatura

1. L. Landau, E. Lifszyc, Fizyka statystyczna
2. J. Werle, Termodynamika fenomenologiczna
3. H. Callen, Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics
4. M. Kardar, Statistical Physics of Particles
5. K. Huang, Mechanika statystyczna
6. R. Pathria, Statistical Mechanics

Więcej informacji

Więcej informacji o poziomie przedmiotu, roku studiów (i/lub semestrze) w którym się odbywa, o rodzaju i liczbie godzin zajęć - szukaj w planach studiów odpowiednich programów. Ten przedmiot jest związany z programami:

Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb:

Strona przedmiotu 1102-4AF12 w USOSweb