MU08108 Statistická fyzika a termodynamika

Matematický ústav v Opavě
zima 2009
Rozsah
2/2/0. 4 kr. Ukončení: zk.
Garance
doc. RNDr. Kristína Smítalová, CSc.
Matematický ústav v Opavě
Předpoklady
MU08102 Termodynamika a statistická fy
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.
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 rozdelení, statistika otevřeného systému. Hlavní termodynamické věty a jejich důsledky, termodynamické potenciály, Maxwellovy relace, termodynamické děje.
    Maxwellova-Boltzmannova statistika: Maxwellovo-Boltzmannovo rozdělení, šřrka 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
  • M. Toda , R. Kubo, N. Saito. Statistical Physics I. Springer, 1992. info
  • L. E. Reichl. A modern course in statistical physics. University of Texas Press, Austin, 1980. info
Informace učitele
Povinná docházka na první přednášce a na prvním a posledním cvičení a na cvičeních, kdy se píše test
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je zařazen také v obdobích zima 1999, zima 2000, zima 2001, zima 2002, zima 2003, zima 2004, zima 2005, zima 2006, zima 2007, zima 2008, zima 2010, zima 2011.