UFTF004 Statistická fyzika a kinetika

Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
léto 2017
Rozsah
2/2/0. 6 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
prof. Ing. Peter Lichard, DrSc. (přednášející)
RNDr. Martin Blaschke, Ph.D. (cvičící)
Garance
prof. Ing. Peter Lichard, DrSc.
Centrum interdisciplinárních studií – Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
Předpoklady
Mikrokanonický, kanonický, grandkanonický soubor a jejich statistické sumy, stavová rovnice ideálního plynu, ekvipartiční teorém, bozony a fermiony a jejich vlastnosti; entropie, volná energie, Gibbsův potenciál (viz Termodynamika a statistická fyzika); přechod mezi souřadnicovou a impulsovou reprezentací, druhé kvantování (viz Kvantová fyzika II).
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Úvod do nerovnovážné statistické fyziky (včetně fázových přechodů), metody teoretické fyziky a jejich aplikace na řešení problémů.
Osnova
  • Fázové přechody. Klasifikace fázových přechodů a Ehrenfestovy rovnice; partiční suma, stavová rovnice, Ursellův-Mayerův rozvoj a Mayerův teorém; van der Waalsova rovnice a kondenzace; povrchové napětí a Laplaceův tlak; mechanismus vzniku nové fáze; Isingův model ferromagnetismu; Landauova teorie fázových přechodů.
    Fluktuace, stochastické procesy a kinetické rovnice. Fluktuace termodynamických veličin; termodynamicky nerovnovážné soustavy; stochastické síly; Fokkerova-Planckova rovnice; základní rovnice kinetiky; Boltzmannova kinetická rovnice; transportní rovnice; zákon růstu Boltzmannovy entropie; spontánní přechod soustavy do rovnovážného stavu; nevratné procesy; lokálně rovnovážné soustavy; lineární termodynamika; Onsagerovy relace.
    Nerovnovážné soustavy. Statistický operátor; lineární reakce soustavy; plasma a plasmové efekty; nulový zvuk v soustavě fermionu; fluktuačně-disipační teorém; dispersní vztahy; Greenovy funkce.
Literatura
    doporučená literatura
  • Kvasnica, J. Statistická fyzika. Academia, Praha, 1998. ISBN 80-200-0676-1. info
  • Čulík F., Noga M. Úvod do štatistickej fyziky a termodynamiky. Alfa, Bratislava, 1993. ISBN 80-05-01158-X. info
  • Reif F. Fundamentals of Statistical and Thermal Physics. McGraw-Hill, 1965. info
    neurčeno
  • Atkins, P., de Paula, L. Fyzikální chemie. Praha, 2013. ISBN 978-80-7080-830-6. info
Výukové metody
Přednáška, cvičení, průběžné zadávaní a hodnocení úkolů.
Metody hodnocení
Zápočet
Kombinovaná zkouška
Zápočet na základě aktivní účasti na cvičeních a vypracování úkolů. Detailní požadavky sdělí cvičící na úvodním cvičení. Zkouška pozůstává z hlavní písemné a doplňující ústní části.
Informace učitele
Účast studentů na přednáškách je doporučená, na cvičeních povinná.
Studentovi, který se z vážných důvodů nemohl cvičení zúčastnit, může
vyučující určit náhradní způsob splnění studijních povinností.
(Studijní a zkušební řád SU v Opavě ze dne 26.4.2013, čl. 8, ods. 12 a 13.)
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je zařazen také v obdobích léto 2014, léto 2015, léto 2016, léto 2018, léto 2019, léto 2020, léto 2021, léto 2022, léto 2023, léto 2024.