MU08102 Termodynamika a statistická fyzika

Matematický ústav v Opavě
léto 2011
Rozsah
2/2/0. 6 kr. Ukončení: zk.
Garance
prof. RNDr. Artur Sergyeyev, Ph.D., DSc.
Matematický ústav v Opavě
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Přednáška vyvozuje termodynamické principy, jak je možno, z principů kvantové mechaniky systémů mnoha částic, a seznamuje studenty se základy statistické fyziky.
Osnova
  • Fázový prostor, Hilbertův prostor, distribuční funkce,matice hustoty, Liouvilleova rovnice.
    Druhé kvantování a Fockův prostor, ideální a neideální kvantové plyny, dvoučásticové interakce.
    Mikrokanonické, Gibbsovo kanonické a velké kanonické rozdělení, statistika otevřeného systému. Hlavní termodynamické vety a jejich důsledky,termodynamické potenciály, Maxwellovy relace, termodynamické deje.
    Maxwellova-Boltzmannova statistika: Maxwellovo-Boltzmannovo rozdělení, šířka spektrálních čar, ekvipartiční teorém a tepelné kapacity, jedno- a dvouatomový ideální plyn, souvislost mezi kvantovou a klasickou statistickou fyzikou, Gibbsův paradox, paramagnetismus a feromagnetismus.
    Entropie a informace: Entropie a její vlastnosti, Maxwellův démon, souvislost mezi termodynamikou
    a teorií informace, kvantová informatika.
    Tepelné kapacity pevných látek: Dulongův - Petitův zákon, Einsteinův model, Debyeův
    model krystalu.
    Boseovo-Einsteinovo a Fermiho-Diracovo rozdelení, Einsteinova-Boseova kondenzace bosonového plynu, záření černého tělesa,ideální a degenerovaný fermionový plyn. Fluktuace energie a počtu částic, fluktuace termodynamických veličin.
Literatura
    doporučená literatura
  • J. Kvasnica. Statistická fyzika. Academia, Praha, 1998. info
  • F. Čulík, M. Noga. Úvod do štatistickej fyziky a termodynamiky. SNTL, Praha, 1982. info
  • J. Kvasnica. Termodynamika. SNTL, Praha, 1965. info
Informace učitele
Ústní zkouška; další požadavky budou upřesněny průběžně.
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je zařazen také v obdobích léto 2000, léto 2001, léto 2002, léto 2003, léto 2004, léto 2005, léto 2006, léto 2007, léto 2008, léto 2009, léto 2010, léto 2012.