Uniwersytet Szczeciński Wydział Matematyczno – Fizyczny

143Opis przedmiotu (sylabusu) na rok akademicki: 2009/2010Wydział Matematyczno-FizycznyJednostka organizacyjna US: Instytut FizykiKierunek / Specjalność: Fizyka/ Fizyka medycznaRodzaj studiów: Jednolite studia magisterskieKOD Przedmiotu: Nazwa przedmiotu: Fizyka Statystyczna13.2II16.M.SF.8ETrybRok Semestr Rodzaj zajęć:Liczba Punktystudiówgodzin ECTS:stacjonarne IV 7 wykład 45 6konwersatoria 30niestacjonarneTypprzedmiotuobowiązkowyJęzykwykładowyPolskiProwadzący przedmiot dr hab. Franco Ferrari, prof. USWymagania wstępne: Znajomość termodynamiki, mechaniki teoretycznej i mechaniki kwantowejCele przedmiotu: rozumienie metod fizyki statystycznej klasycznej oraz kwantowejMetody dydaktyczne: wykłady, materiały dydaktyczne dostępne na stronie internetowej przedmiotuTreści merytoryczne przedmiotu: Podejście statystyczne, średnia droga swobodna, teoria kinetycznagazu doskonałego, średnia energia kinetyczna przypadająca na cząstkę, średni czas pomiędzykolejnymi zderzeniami. Przestrzeń fazowa, -przestrzeń, -przestrzeń, funkcja rozkładu, zadanieteorii kinetycznej, zachowanie energii i substancji.Mechanika statystyczna, postulaty mechaniki statystycznej, pojęcie zespołu, rozkładmikrokanoniczny, średnia po zespole, wartość najbardziej prawdopodobna, fluktuacje,wyprowadzenie termodynamiki z mechaniki statystycznej, zastosowanie do gazu doskonałego.Rozkład najbardziej prawdopodobny, metoda mnożników Lagrange'a, rozkład Maxwella-Boltzmanna, ciśnienie gazu doskonałego, ekwipartycja energii, rozkład prędkości, wyprowadzenietermodynamiki, fluktuacje.Zespół kanoniczny, funkcja partycji, wyprowadzenie termodynamiki, przykład klasycznego gazudoskonałego. Krótki wstęp do zjawisk transportu, granica bezzderzeniowa i hydrodynamiczna,hydrodynamika nielepka, dyfuzja.Statystyki kwantowe, termiczna długość fali, cząstki nierozróżnialne, fermiony i bozony, liczbyobsadzeń, spin, zespoły mikrokanoniczny i kanoniczny w kwantowej mechanice statystycznej,kwantowa suma statystyczna, statystyka Fermiego-Diraca i Bosego-Einsteina, granica klasyczna.Treści programowe ćwiczeń (prowadzący ćwiczenia: mgr Jarosław Paturej):Celem ćwiczeń jest zapoznanie studentów z teoretycznym opisem zachowania się układówzłożonych z bardzo wielu elementów (atomów, cząstek) poprzedzonych powtórką podstawowychpojęć termodynamiki (teoria fenomenologiczna, zasady termodynamiki, potencjałytermodynamiczne, procesy odwracalne i nieodwracalne).Forma i warunki zaliczenia: Egzamin z materiału wykładowego, zaliczenie ćwiczeń jest warunkiem dopuszczenia doegzaminu.Literatura podstawowa: 1) Kerson Huang, Podstawy fizyki statystycznej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2006.2) Slajdy i notatki z wykładów umieszczone na stronie internetowej przedmiotu:Literatura uzupełniająca: 1) Kerson Huang, Mechanika statystyczna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1987.2) M. W. Zemansky, Heat and Thermodynamics. McGraw-Hill, New York, 1957