- Oggetto:
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Introduzione alla Meccanica Statistica
- Oggetto:
Introduction to Statistical Mechanics
- Oggetto:
Anno accademico 2019/2020
- Codice dell'attività didattica
- MFN1509
- Docente
- Prof. Marco Billo' (Titolare del corso)
- Corso di studi
- 008703 Laurea in Fisica
- Anno
- 3° anno
- Periodo didattico
- Primo periodo didattico
- Tipologia
- D=A scelta dello studente
- Crediti/Valenza
- 3
- SSD dell'attività didattica
- FIS/02 - fisica teorica, modelli e metodi matematici
- Modalità di erogazione
- Doppia
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Facoltativa
- Tipologia d'esame
- Orale
- Prerequisiti
-
...
- Propedeutico a
-
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Comprensione dei principi base della trattazione meccanico-statistica dei problemi fisici.
Understanding of the basic principles of the mechanical-statistical approach to physical problems.
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
* Conoscenza e capacita' di comprensione (knowledge and understanding)
Conoscenza delle principali idee e tecniche della meccanica statistica dell'equilibrio; capacita' di comprendere la trattazione meccanico-statistica di fenomeni e sistemi che verranno incontrati in corsi successivi.
* Capacita' di applicare conoscenza e comprensione (applying knowledge and understanding)
Capacita' di applicare la teoria per ricavare esplicitamente la descrizione di semplici modelli.
* Knowledge and understanding
Understanding of the main ideas and techniques of Statistical Mechanics at equilibrium; capability to understand the mechanical-statistical analysis of phenomena and systems which will be faced during the following courses.
* Applying knowledge and understanding
Capability to apply the theory in order to explicitly obtain the description of simple models.
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
Lezioni alla lavagna
Blackboard lectures
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
Orale
Oral Examination
- Oggetto:
Attività di supporto
- Oggetto:
Programma
- Introduzione e illustrazione di alcune tipiche tecniche combinatorie e di calcolo usate in meccanica statistica.
- Richiami di termodinamica, in una formulazione che enfatizza il ruolo dell'entropia.
- Gli ensembles di Gibbs. L'entropia di Gibbs.
- L'ensemble microcanonico. Numero di microstati ed entropia. Esempi e applicazioni: gas ideale classico, paradossi di Gibbs, sistema a due livelli, solido di Einstein.
- L'ensemble canonico. Determinazione del peso di Boltzmann. Funzione di partizione ed energia libera. Fluttuazioni dell'energia. Relazione tra canonico e microcanonico. Sistemi non interagenti. Esempi ed applicazioni: sistema a due livelli,oscillatore armonico, solido di Einstein, gas ideal classico, teorema di Nerst, teorema del viriale, equipartizione dell'energia, modello di Ising e sua soluzione in d=1, gas di fononi e solido di Debye
- Ensemble gran-canonico. La funzione di partizione gran-canonica. Esempi ed applicazioni: statistica di Bose-Einstein e di Fermi-Dirac, , gas di fotoni e corpo nero. elettroni di conduzione.
- Recap of basic Thermodynamics, with focus on the role of the entropy functional
- Gibbs ensembles and Gibbs entropy formula
- Microcanonical ensemble. Conting of states and entropy. Examples: classical ideal gas, Gibbs paradox, two-level system, Einstein solid.
- Canonical ensemble. Boltzmann weights. Partition function and free energy. Energy fluctuations. Canonical vs microcanonical. Non-interacting systems. Examples and applications: two-level systemt, harmonic oscillator, Einstein solid, classical ideal gas, Nerst theorem, virial theorem, equipartition of energy, Ising model and its exact solution in d=1, phonon gas and Debye solid
-Grand-canonical ensemble. Grand-canonicl partition function. Ideal quantum gases: Bose-einstein and Fermi-Dirac statistics. Photon gas and black-body radiation, conduction electrons
Testi consigliati e bibliografia
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"Introduction to Modern Statistical Mechanics", D. Chandler, 1987, Oxford University Press.
"A Modern Course in Statistical Physics", L. E. Reichl, 2009, WILEY-VCH
"Introduction to Modern Statistical Mechanics", D. Chandler, 1987, Oxford University Press.
"A Modern Course in Statistical Physics", L. E. Reichl, 2009, WILEY-VCH
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Orario lezioni
Lezioni: dal 26/09/2016 al 28/11/2016
Nota: Orario visualizzabile alla sezione "Orario lezione"
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Note
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