Statistička fizika

Izbornik predmeta

Glavni izbornik

Statistička fizika

Šifra: 40801
ECTS: 4.0
Nositelji: prof. dr. sc. Denis Sunko - Predavanja
Izvođači: Petra Grozić - Auditorne vježbe
Prijava ispita: Studomat
Opterećenje:

1. komponenta

Vrsta nastaveUkupno
Predavanja 30
Auditorne vježbe 15
* Opterećenje je izraženo u školskim satima (1 školski sat = 45 minuta)
Opis predmeta:
CILJEVI PREDMETA: Ciljevi kolegija Statistička fizika su razumijevanje odnosa termodinamike i statističke fizike te usvajanje temeljnih pojmova statističkog opisa sustava u termodinamičkoj granici: entropije, termodinamičkih potencijala, ansambla, jednočestičnih raspodjela, fluktuacija.

ISHODI UČENJA NA RAZINI PROGRAMA KOJIMA PREDMET DOPRINOSI:

1. Znanje i razumijevanje
1.1. demonstrirati poznavanje temeljnih zakona klasične i moderne fizike, važnijih fizikalnih teorija što uključuje logičku i matematičku strukturu, eksperimentalne potvrde i opis povezanih fizikalnih pojava
2. Primjena znanja i razumijevanja
2.1. uočiti i opisati bitne aspekte fizikalnih problema
2.3. analitički pristupati zadanim problemima i konstruirati prikladne logičke argumente
2.4. matematički modelirati i rješavati standardne fizikalne probleme
3. Stvaranje prosudbi
3.1. kritički procjenjivati argumente, pretpostavke, koncepte, podatke i rezultate znanstvenih istraživanja
4. Komunikacijske sposobnosti
4.2. jasno i koncizno prezentirati složene ideje
5. Sposobnost učenja
5.1. samostalno koristiti stručnu literaturu i ostale relevantne izvore informacija
5.2. samostalno pratiti razvoj novih spoznaja u fizici, tehnici i informatici te nastavi fizike, tehnike i informatike
5.3. preuzeti odgovornost za vlastiti stručni napredak i profesionalni razvoj

OČEKIVANI ISHODI UČENJA NA RAZINI PREDMETA:

Po uspješnom završetku kolegija Statistička fizika student će biti sposoban:
1. pokazati temeljito poznavanje apstraktne termodinamike na elementarnoj razini teorije funkcija više varijabli;
2. objasniti razliku termodinamike i teorijske mehanike, odnosno termalizaciju kao realni fizički proces;
3. opisati ulogu termalizacije i Liouvilleovog teorema u utemeljenju statističke fizike;
4. objasniti fizičku konstrukciju termodinamičkih potencijala, preko energija interakcije sustava i vanjskog svijeta;
5. pokazati temeljito poznavanje statističke interpretacije termodinamičkih potencijala, posebno entropije i Massieuovih funkcija;
6. objasniti ulogu kemijskog potencijala i njegovo kvalitativno ponašanje u klasičnoj i kvantnoj granici;
7. kvalitativno i kvantitativno opisati četiri idealna plina (fermiona, bozona, svjetla, zvuka), u klasičnoj i kvantnoj granici;
8. izložiti osnovna svojstva faznog prijelaza ukapljivanja plina van der Waalsovog pristupa;

Provjera operativne razine razumijevanja je na pismenom, a spoznajne razine na usmenom ispitu.

SADRŽAJ PREDMETA:

1. Termodinamika kao autonomna disciplina
1.1. Uvod. Osnovni pojmovi
1.2. Prvi zakon termodinamike. Strojevi
1.3. Drugi zakon termodinamike. Reverzibilnost i entropija
1.4. Termodinamički potencijali
1.5. Praktični računi
2. Uvod u statističku fiziku
2.1. Osnovna razmatranja
2.2. Ansambl: univerzalni nasumični model
2.3. Veza s termodinamikom
3. Kanonski i velekanonski ansambl
3.1. Kanonski ansambl
3.2. Velekanonski ansambl
3.3. Sume po stanjima kao funkcije izvodnice
3.4. Klasični idealni plin
3.5. Maxwellova raspodjela i ekviparticija energije
4. Kvantna statistička fizika
4.1. Osnovna razmatranja
4.2. Idealni fermionski plin
4.3. Idealni bozonski plin
5. Primjeri i modeli
5.1. Barometrijska formula
5.2. Dvoatomne molekule
5.3. Toplinski kapacitet kristala
5.4. Van der Waalsov model ukapljivanja plina

OBVEZE STUDENATA:

Studenti su dužni položiti dva od tri kolokvija, koji se održavaju tijekom semestra.

OCJENJIVANJE I VREDNOVANJE RADA STUDENATA

Studenti mogu pristupiti usmenom ispitu ako su položili pismeni. Pismenom ispitu mogu pristupiti ako polože dva od tri kolokvija tokom godine sa prolaznom ocjenom. Ako sva tri polože sa ocjenom 4 ili 5, dobivaju ocjenu više na pismenom ispitu.
Literatura:
  1. C. Kittel, Elementary Statistical Physics, Dover 2004, ISBN 0486435148.
  2. R. Kubo et al., Statistical mechanics: an advanced course with problems and solutions, North-Holland, Amsterdam 1988, ISBN 0444871039.
  3. Skripta: http://www.phy.hr/dodip/notes/statisticka.html
  4. R. Stowe, An Introduction to Thermodynamics and Statistical Mechanics, Cambridge University Press 2014, ISBN: 9781107694927
Preduvjeti za:
Upis predmeta :
Položen : Matematika 4
Položen : Osnove fizike 4
6. semestar
Obavezni predmet - Redovni studij - Fizika i tehnika; smjer: nastavnički
Termini konzultacija:

Obavijesti

Repozitorij

Repozitorij je prazan

Anketa

Na ovoj stranici trenutno nije odabrana niti jedna anketa!