fizyka ogólna

Sylabus
WYDZIAŁ FIZYKI
Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu
Instytut/Zakład
Stopień/tytuł naukowy
Imię
Nazwisko
Dr
Przemysław
Grzybowski
Kierunek studiów
Specjalność
Fizyka
Fizyka Ogólna
Nazwa przedmiotu
Rodzaj zajęć
Fizyka statystyczna
ćwiczenia
Liczba godzin:
Rok studiów/tryb
30
Rok akademicki/Semestr
III r., dzienne
2009-2010/Letni
Punkty ECTS
Zwięzły opis treści przedmiotu
Ćwiczenia są uzupełnieniem do wykładu fizyki statystycznej. Zadania obejmują: elementy
rachunku prawdopodobieństwa, zastosowania fizyki statystycznej do opisu stanów równowagi
prostych układów klasycznych i kwantowych oraz zjawiska transportu.
Szczegółowa tematyka zajęć
1. Podsumowanie termodynamiki: związki i tożsamości termodynamiczne, metoda
jakobianów w termodynamice. (3/30)
2. Wybrane elementy rachunku prawdopodobieństwa: okrąg Bertranda, charakterystyka
rozkładu prawdopodobieństwa za pomocą momentów i kumulant. Urnowy model gazu
– rozkłady dwumianowy, Gaussa i Poissona. (4/30)
3. Obliczanie i zastosowania sumy stanów dla prostych modeli: gazu doskonałego w
rozkładach kanonicznymi i wielkim kanonicznym, oraz wzajemnie nie oddziałujących
układów dwustanowych (np. spiny ½ w polu magnetycznym) (4/30)
4. Rozkład prędkości Maxwella: prędkość najbardziej prawdopodobna, średnia i średnia
kwadratowa, własności rozkładu. (1/30)
5. Uogólniona zasada ekwipartycji energii: rozmaite przykłady układów, problem
potencjałów kontaktowych w gazie doskonałym. (2/30)
6. Elementy fizyki przejść fazowych: Wyprowadzenie równania stanu van der Waalsa w
ramach teorii pola średniego dla potencjału Lenarda-Jonesa. Analiza równania stanu.
(5/30)
7. Elementy fizyki przejść fazowych: Obliczenia w ramach teorii pola średniego dla
ferromagnetycznego modelu Isinga. Analiza samozgodnego równania magnetyzacji,
minimum energii swobodnej. Wyprowadzenie ścisłego rozwiązania
jednowymiarowego łańcucha Isinga – dyskusja stosowalności teorii pola średniego.
(5/30)
8. Suma stanów dla idealnych gazów kwantowych. Ciśnienie zdegenerowanego gazu
fermionowego. Kondensacja Bosego-Einsteina (4/30)
9. Elementy nierównowagowej fizyki statystycznej: dyfuzja i przewodnictwo elektryczne
w ramach uproszczonego równania kinetycznego Boltzmanna. (2/30)
Sposób oceniania (wymagania)
Udział w ocenie
końcowej
ocena ciągła (bieżące przygotowanie do zajęć i aktywność)
śródsemestralne kolokwia pisemne/ustne
100%
końcowe zaliczenie pisemne/ustne
egzamin pisemny
egzamin ustny
kontrola obecności
praca końcowa semestralna/roczna
inne:
Literatura podstawowa
1. F. Reif, „Fizyka statystyczna”, PWN Warszawa 1971.
2. K. Huang „Mechanika statystyczna”, PWN Warszawa 1978.
3. A. Anzelm „Podstawy fizyki statystycznej”, PWN Warszawa 1978.
Literatura rozszerzona
1. K. Zalewski „Termodynamika i fizyka statystyczna”, PWN Warszawa 1973.
2. N. van Kampen „Procesy stochastyczne w fizyce i chemii”, PWN Warszawa 1990.
3. R. Feynman „Wykłady z mechaniki statystycznej”, PWN Warszawa 1980.
4. J. Łopuszański, A. Pawłowski „Fizyka statystyczna”, PWN Warszawa 1969.
5. L.D. Landau, E.M. Lifszic, „Fizyka statystyczna”, PWN Warszawa 1970.
6. Z. Jacyna –Onyszkiewicz, „Zasady termodynamiki kwantowej”, Wyd. Nauk. UAM
Poznań 1986.