Thermodynamik/Stat. Mechanik

Theoretische Physik Sommersemester 2010
Prof. Dr. W. Zwerger 20. April 2010
Thermodynamik/Stat. Mechanik
Inhaltsangabe/Literatur
I) Temperatur und Wärme
1) Maxwell-Boltzmann-Verteilung, ideales Gasgesetz, Temperatur und Druck
2) Arbeit, Wärme, Entropie, thermodyn. Prozesse
II) Grundlagen der Thermodynamik und statistischen Mechanik
1) QM Vielteilchensysteme, Dichteoperatoren
2) Entropie, thermodyn. Gleichgewicht, mikrokanonische Verteilung
3) Kanonische Verteilung, Zustandssummen
4) Thermodyn. Potentiale, Stabilität, Jarzynski-Crooks Fluktuations-Theorem
III) Ideale Gase
1) WW-freie Quantengase, klass. Limes
2) Entartete Fermi- und Bose-Gase
3) Bose-Einstein-Kondensation
4) Photonen, Thermodynamik der Strahlung

IV) WW Gase, Flüssigkeiten, Phasenübergänge
1) Virialentwicklung, van der Waals Gleichung, Phasen-Gleichgewicht
2) Paarkorrelationen, Strukturfaktor
3) Poisson-Boltzmann- und Debye-Hückel-Theorie
4) Gittergas und Ising-Modell
5) Molekularfeld-Näherung, Ginzburg-Landau-Theorie, kritische Exponenten
V) Nichtgleichgewichts-Thermodynamik
1) Brown’sche Bewegung, Fluktuations-Dissipations-Theorem
2) Teilchen-und Wärme-Diffusion, Einstein-Relation
Literatur
• D.V. Schroeder: An Introduction to Thermal Physics (Addison Wesley 2000)
• R. Balian: From Microphysics to Macrophysics (Springer 1991)
• L.D. Landau / E.M. Lifschitz: Lehrbuch der Theoretischen Physik, Band V
• S. K. Ma, Statistical Mechanics (World Scientific 1985)
• R. K. Pathria, Statistical Mechanics, 2 nd Edition (Butterworth Heinemann 1996)
Übungen und Schein
Die Übungen dienen dazu, den Vorlesungsstoff zu vertiefen, und sie geben Ihnen eine Kontrolle,
inwieweit Sie die Vorlesung verstanden haben. Die Übungsblätter werden jeweils am
Dienstag ausgegeben und sind über die homepage des Lehrstuhls elektronisch zugänglich.
Die mit (⋆) gekennzeichneten Aufgaben können bis jeweils den darauf folgenden Montag
vormittag abgegeben werden und werden korrigiert. Voraussetzung für die Teilnahme an
der Klausur am Ende des Semesters ist die korrekte Lösung der Hälfte der (⋆)-Aufgaben.
Ein Schein zur Vorlesung (Voraussetzung z. B. auch für Gutachten zu Stipendien oder
Auslandsaufenthalten) wird auf der Grundlage der Aufgaben plus Klausur vergeben, die
mit gleichem Gewicht eingehen.