Статистическая физика
Язык обучения
Русский
Учебный семестр
весенний
Кредиты
2.00
Трудоемкость
1 лекция, 1 практика в неделю

В рамках курса теоретической физики систематически излагаются основные положения и
понятия равновесной статистической физики и термодинамики, а также приложений
статистической теории к физическим проблемам, химии, науке о материалах. В основе
изложения лежит подход Гиббса. На единой динамической основе классической и
квантовой механики вводится статистическое описание и получаются уравнения,
управляющие эволюцией макроскопических систем. Особое внимание уделено
использованию качественных методов для описания сложных систем взаимодействующих
частиц. Общая теория используется для описания статистических свойств конкретных
классических и квантовых моделей

Содержание курса

Тема 1: Статистическое описание. Классические и квантовые модели
• Идеальный газ; газ твердых шаров; Газ Ван-дер-Ваальса
• Классическая и квантовая плазма
• Магнитные системы. Модели Гейзенберга и Изинга
• Фотонный газ
Тема 2: Феноменологическая и статистическая термодинамика
• Энтропия в феноменологической и статистической теории
• Системы в тепловом равновесии. Термодинамическая температура.
• Диффузный контакт. Химический потенциал.
• Системы и тепловые резервуары. Канонический и большой канонический ансамбли
• Распределение Больцмана. Статистическая сумма
• Распределение Гиббса. Большая статистическая сумма
• Расчет статистической суммы классических и квантовых систем
• Термодинамические потенциалы. Свободная энергия
Тема 3 Фермионы и бозоны. Функция распределения
• Распределение Ферми-Дирака. Электроны в металлах. Энергия Ферми.
• Плотность состояний. Расчет плотности состояний невзаимодействующих частиц
• Свойства электронного газа в тонких пленках, в квантующем магнитном поле
• Распределение Бозе-Эйнштейна. Фотонный газ.
• Бозе конденсация
Тема 4 Многофазные и многокомпонентные системы
• Фазовые переходы. Критическое состояние. Критические индексы
• Теория фазовых переходов Ландау
• Фазовые переходы в магнитных системах
• Химические реакции. Теория переходного состояния.
Тема 5 Динамические основы статистического описания.
• Функции распределения. Статистический оператор
• Уравнение Неймана
• Уравнение баланса и диссипация