- Oggetto:
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Meccanica statistica B
- Oggetto:
Statistical Mechanics B
- Oggetto:
Anno accademico 2016/2017
- Codice dell'attività didattica
- INT0352
- Docente
- Prof. Alberto Lerda (Titolare del corso)
- Corso di studi
- Laurea Magistrale Interateneo in Fisica dei sistemi complessi
- Anno
- 1° anno
- Periodo didattico
- Secondo periodo didattico
- Tipologia
- B=Caratterizzante
- Crediti/Valenza
- 6
- SSD dell'attività didattica
- FIS/02 - fisica teorica, modelli e metodi matematici
- Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Facoltativa
- Tipologia d'esame
- Orale
- Prerequisiti
-
Conoscenza dei fondamenti della meccanica classica, dell'elettromagnetismo e della meccanica quantistica
- Propedeutico a
-
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Fornire agli studenti i concetti base della meccanica statistica e delle sue applicazioni
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Al termine del corso lo studente conoscera' i concetti fondamentali della meccanica statistica classica e quantistica.
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
lezioni frontali
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
esame orale
- Oggetto:
Attività di supporto
- Oggetto:
Programma
Il corso studia le basi statistiche della termodinamica, discutendo in particolare l'approccio all'equilibrio,la teoria degli insiemi statistici e le transizioni di fase. Come applicazioni, verranno studiati vari sistemi statistici, in particolare i gas ideali, i sistemi magnetici.Programma del corso di Meccanica Statistica B
Corso di Laurea Magistrale Interateneo in Fisica dei Sistemi Complessi
Università di Torino - Università del Piemonte Orientale
Anno accademico 2015/2016
- Introduzione al corso e richiami di termodinamica.
- Meccanica statistica classica: gli ensembles di Gibbs.
- L'ensemble microcanonico:
Collegamento con la termodinamica. Formula dell'entropia.
Esempi e applicazioni dell'ensemble microcanonico.
Paradosso di Gibbs e sua risoluzione.
- L'ensemble canonico:
Funzione di partizione ed energia libera di Helmoltz.
Esempi ed applicazioni dell'ensemble canonico.
Teoremi di fluttuazione e dissipazione.
- Teorema di Nernst.
- L'ensemble gran-canonico:
La funzione di partizione gran-canonica.
Esempi ed applicazioni dell'ensemble gran-canonico.
- Introduzione alla meccanica statistica quantistica.
- La matrice densità.
Esempi ed applicazioni per sistemi ad una particella.
La matrice densità dell'oscillatore armonico.
- Sistemi di particelle identiche: Statistica di Bose-Einstein e di Fermi-Dirac.
- La matrice densità per N particelle libere.
- I gas ideali quantistici.
- Il gas ideale di Bose:
Proprietà generali.
Limiti di alte e basse temperature.
- Condensazione di Bose-Einstein: esempi e applicazioni.
- Il gas di fotoni e la legge del corpo nero.
- Il gas di fononi: teorie di Einstein e di Debey per il calore specifico dei solidi.
- Il gas ideale di Fermi:
Proprietà generali. Energia di Fermi.
Limiti di alte e basse temperature
- Il diamagnetismo di Landau e livelli di Landau.
- Introduzione alle transizioni di fase:
Descrizione termodinamica delle transizioni di fase e loro classificazione.
Regola di Gibbs.
- Introduzione alla teoria di Lee-Yang per le transizioni di fase:
Teoremi di Lee-Yang;
Singolarità della funzione di partizione; esempi ed applicazioni.
- Introduzione al modello di Ising:
Il modello di Ising in d=1.
Il modello di Ising in d=2:
Sviluppo ad alte temperature e basse temperature
Dualità di Kramers-Wannier e punto critico.
- Cenni sulla teoria del campo medio applicata al modello di Ising
- Commenti conclusivi.
The course aims at providing the basic concepts of thermodynamics, discussing in particular the equilibrium processes, the theory of statistical ensembles, and phase transitions. Several different statistical systems will be studied, in particular the ideal gases, the magnetic systems.
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
-
K. Huang, Meccanica Statistica, Zanichelli;
R.K. Pathria & P.D. Beale, Statistical Mechanics, Elsevier Ltd.;
L.E. Reichl, A modern course in Statistical Physics, Univ. of Texas Press.
- Oggetto:
Orario lezioni
Giorni Ore Aula Martedì 9:00 - 11:00 Aula D Dipartimento di Fisica Mercoledì 11:00 - 13:00 Aula D Dipartimento di Fisica Giovedì 14:00 - 16:00 Sala Franzinetti Dipartimento di Fisica Lezioni: dal 12/01/2017 al 15/03/2017
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Note
Frequenza: facoltativa. Valutazione: esame orale.
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