Uniwersytet Szczeciński Wydział Matematyczno – Fizyczny

101Opis przedmiotu (sylabusu) na rok akademicki 2009/2010Wydział: Matematyczno-FizycznyJednostka organizacyjna US: Instytut FizykiKierunek / Specjalność: Fizyka / Fizyka i zastosowania komputerów.Rodzaj studiów: jednolite studia magisterskieKOD Przedmiotu: Nazwa przedmiotu: Teoria przejść fazowych13.2II16.K.PT.8CTrybRok Semestr Rodzaj zajęć:Liczba Punkty Typstudiówgodzin ECTS: przedmiotustacjonarne IV 8 wykład 45 5 Ograniczonegokonwersatoria 15wyboruJęzykwykładowypolskiniestacjonarneProwadzący przedmiot: dr hab. Mykola KorynevskyyWymagania wstępne: znajomość fizyki ogólnej i teoretycznej, znajomość podstaw analizy matematycznej (pochodne,całki, równania różniczkowe, ciągi, rachunek macierzowy)Cele przedmiotu: zapoznanie się z podstawami współczesnej teorii przejść fazowych, opracowanie efektywnychmetod wyliczania funkcji termodynamicznych i nabycie umiejętności samodzielnego rozwiązywania zagadnieńzachodzących przy ferromagnetycznych i ferroelektrycznych przejściach fazowych oraz interpretacji otrzymanychwyników.Metody dydaktyczne: klasyczny wykład z kredą przy tablicy z wykorzystaniem współczesnych środków (folie,prezentacja multimedialna) przy dyskusji omawianych wyników, ćwiczenia rachunkowe polegające na rozwiązywaniuzadań i problemów ilustrujących zagadnienia omawiane na wykładzieTreści merytoryczne przedmiotu: Klasyfikacja przejść fazowych. Podejścia termodynamiczne i statystyczne. Pojęciefazy. Warunki równowagi faz. Prawo faz Gibbsa. Wzór Clapeirona - Klausiusa. Przejścia fazowe pierwszego rodzaju.Punkt krytyczny. Wzór Van-der-Waalsa. Prawo odpowiednich stanów. Przejścia fazowe drugiego rodzaju.. Układrównań typu Clapeirona - Klausiusa. Zmiana symetrii przy przejściach fazowych drugiego rodzaju. Parametruporządkowania. Rozwinięcie Landau'a dla potencjału termodynamicznego. Równanie stanu. Obliczeniepodstawowych funkcji termodynamicznych. Wpływ pola zewnętrznego na przejście fazowe drugiego rodzaju. Polasłabe i silne. Równanie stanu. Fluktuacje parametru uporządkowania. Średnia kwadratowa fluktuacja. Obszarfluktuacji. Funkcja korelacyjna "fluktuacja - fluktuacja". Promień korelacji. Warunek Ginzburga - Landau'a. Dwa typykrytycznych wykładników. Tożsamości dla krytycznych wykładników. Ogólna postać równania dla parametruuporządkowania w otoczeniu punktu przejścia fazowego drugiego rodzaju. Charakterystyczne odległości w układachpobliżu punktu T c . Hipoteza Kadanoff'a. Skalowanie długości, temperatury, pola i parametru uporządkowania.Zastosowanie fizyki statystycznej do obliczenia wielkości termodynamicznych. Suma statystyczna. Ścisłe rozwiązaniedla modelu Isinga (układ jednowymiarowy). Funkcje termodynamiczne. Podstawowe modele fizyki ferromagnetyzmu:model Heisenberga, model Isinga. Całka wymienna oddziaływań pomiędzy spinami. Teoria pola samouzgodnionego(pola molekularnego). Spontaniczne uporządkowanie. Obliczenie funkcji termodynamicznych (namagnesowanie,podatność magnetyczna, pojemność cieplna). Teoria ferroelektrycznych przejść fazowych typu porządek - nieporządek.Hamiltonian de-Genne'sa. Diagonalizacja. Energia swobodna. Uwzględnienie oddziaływań o krótkim zasięgu wferroelektrykach. Teoria klastrów. Modele Slatera i Blinca.Forma i warunki zaliczenia: egzamin składający się z części pisemnej i ustnej, zaliczenie ćwiczeń na ocenę napodstawie dwóch kolokwiów pisemnychLiteratura podstawowa:L.D. Landau, E.M. Lifshyc. Fizyka statystyczna. PWN, Warszawa, 1959.J. S. Smart. Effective field theories of magnetism. Philadelphia-London, W.B. Saunders com., 1966.S. Ma. Modern theory of critical phenomena. Reading, Massachusetts, Benjamin, 1976.I.R. Yukhnovskii. Phase transitions of the second order: Collective variables method. Singapore, World Scientific,1987.R. Gonczarek. Teoria przejść fazowych. Oficyna Wyd. Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2004.J. Klamut, K. Kurczewski, J. Sznajd. Wstęp do fizyki przejść fazowych, PAN, Wrocław, 1997.Literatura uzupełniająca:V. G. Vaks. Introduction to the microscopic theory of ferroelectrics. Nauka, Moskow, 1973.J. Zinn-Justin. Quantum field theory and critical phenomena. Oxford University Press, Oxford, 1996.