Charles Explorer logo
🇨🇿

Termodynamika a statistická fyzika II

Předmět na Matematicko-fyzikální fakulta |
NTMF044

Sylabus

* A. Základy statistické mechaniky

* Statistické soubory a termodynamika

Časová a sprostorová střední hodnota, ergodická teorie, statistická a termodynamická entropie, termodynamická limita. Mikrokanonický soubor, ekvipartiční a viriálový teorém, Gibbsův paradox. Kanonický a velký kanonický soubor, termodynamické potenciály, homogenita termodynamických potenciálů.

* Teorie fluktuací a ekvivalence statistických souborů

Momenty distribuční funkce, korelační funkce, kvadratické korelace, Gibbsova a Einsteinova metoda, stabilita a ekvivalence statistických souborů, vztah termodynamiky a statistické fyziky.

* Základy kvantové statistické mechanika

Postuláty kvantové statistické mechaniky, matice hustoty, statistické soubory, třetí věta termodynamiky; statistická suma, metoda sedlového bodu, klasická limita; ideální kvantové plyny, Boseho a Fermiho rozdělení.

* Ideální Boseho-Einsteinův plyn

Chemický potenciál, Boseho-Einsteinova kondenzace; fononový plyn, Einsteinův a Debyeův model pevných látek; fotonový plyn, záření černého tělesa, Plackův zákon.

* Ideální Fermiho-Diracův plyn

Stavová rovnice, limitní případy; degenerovaný nerelativistický elektronový plyn, Sommerfeldův rozvoj; relativistický elektronový plyn, bílí trpaslíci; spin a magnetismus.

* B. Vybrané problémy statistické mechaniky

* Plyn interagujících klasických částic

Zředěný interagující plyn, klasický klasterový, grupový a viriálový rozvoj.

* Základy teorie fázových přechodů

Singularity v statistické sumě, Leeovy-Youngovy teorémy; spojité fázové přechody, parametr uspořádání, korelační funkce, kritické exponenty; Landauova teorie středního pole, škálovací hypotéza, univerzalita a renormalizační grupa.

* Základy nerovnovážné statistické fyziky

Vývojové rovnice pro nerovnovážný soubor (BBGKY rovnice), Boltzmannova kinetická rovnice, Boltzmannův H teorém. Korelační funkce a funkce odezvy, fluktuačně-disipační teorém.

Anotace

Termodynamická limita, Gibbsův paradox. Nerozlišitelnost částic, kvantové statistické soubory, klasická limita.

Teorie fluktuací, ekvivalence statistických souborů. Ideální Boseho a Fermiho plyn. Interagující systémy: viriálový rozvoj, kritické jevy, přiblížení středního pole, škálovací hypotéza. Transportní jevy, Boltzmannova kinetická rovnice. Pro 1. a 2. roč. navazujícího magisterského studia TF a MOD.