120256
Statistička mehanika
Da
8.0
45
15
15
Fakultet za fiziku
8.0
15(V) + 45(P) + 15(S)
izv. prof. dr. sc. Tomislav Terzić
dr. sc. Mateo Paulišić (V, S)
izv. prof. dr. sc. Tomislav Terzić (P)
Ciljevi predmeta:
Objasniti metode statističke mehanike, te njihovu primjenu. Iako je glavni naglasak na primjenama u fizici, objasnit će se kroz neke odabrane primjere iz drugih područja (biologija, financije i dr.) kako se metode i matematički formalizam mogu upotrijebiti u najširem mogućem kontekstu.
Sadržaj predmeta:
Osnovni principi statističke mehanike: mikrostanja, ansambli, entropija i informacija.
Idealni plin: klasični, Fermi-Diracov, Bose-Einsteinov; primjene: zračenje crnog tijela, fononi, metali.
Fluktuacije: fluktuacijsko-disipacijski teorem.
Stohastički procesi: nasumični šetač, Markovljevi procesi.
R. K. Pathria, P. D. Beale (2011): Statistical Mechanics, 3. izdanje
J. P. Sethna (2006): Statistical Mechanics: Entropy, Order parameters and Complexity
R. Kubo, H. Ichimura, T. Usui, N. Hashitsume (1990): Statistical Mechanics
D. K. Sunko (2016): Statistička fizika i termodinamika
1. Objasniti vezu između statističke mehanike i termodinamike.
2. Formulirati teoriju ansambla.
3. Opisati sličnosti i razlike između mikrokanonskog, kanonskog i velekanonskog ansambla.
4. Primijeniti teoriju ansambla na razne fizikalne sisteme - izvesti particijske funkcije i izračunati termodinamičke
parametre.
5. Formulirati kvantnu statistiku i kvantno-mehaničku teoriju ansambla.
6. Navesti primjere idealnih bozonskih sistema te izračunati njihove termodinamičke parametre.
7. Navesti primjere idealnih fermionskih sistema te izračunati njihove termodinamičke parametre.
| Tjedan | Datum | Sati | Tema |
| 1. | Termodinamika: funkcije stanja i funkcije procesa, jednadžba stanja, zakoni termodinamike | ||
| 2. | Termodinamika: termodinamički potencijali. Statističke osnove termodinamike: makroskopska i mikroskopska stanja, klasični idealni plin, Gibbsov paradoks | ||
| 3. | Elementi teorije ansambla: fazni sustav klasičnog sistema, Liouvilleov teorem, mikrokanonski ansambl, primjeri | ||
| 4. | Kanonski ansambl; fizičko značenje statističkih veličina u kanonskom ansamblu, particijska funkcija, klasični sistemi, flukutacije enerije u kanonskom ansamblu | ||
| 5. | Kanonski ansambl: ekviparticijski i virijalni teorem, sistem harmonijskih oscilatora, paramagnetizam | ||
| 6. | Velekanonski ansambl: fizičko značenje statističkih veličina u velekanonskom ansamblu, primjeri, flukutacije gustoće i energije u velekanonskom ansamblu i korelacija s drugim ansamblima | ||
| 7. | Fazna ravnoteža, Clausius-Clapeyronova jednadžba | ||
| 8. | Formulacija kvantne statistike | ||
| 9. | Teorija jednostavnih plinova: idealni plin u kvantno-mehaničkim ansamblima | ||
| 10. | Teorija jednostavnih plinova: kinetička razmatranja | ||
| 11. | Idealni Bozonski sistemi: velekanonski potencijal i broj čestica | ||
| 12. | Idealni Bozonski sistemi: Bose-Einsteinova kondenzacija, Planckova raspodjela | ||
| 13. | Idealni Fermionski sistemi: velekanonski potencijal i broj čestica | ||
| 14. | Idealni Fermionski sistemi: Fermijeva energija | ||
| 15. | Fluktuacije i neravnotežna statistička mehanika | ||
| Aktivnost koja se ocjenjuje | Udio aktivnosti u ECTS bodovima | Maximalan broj bodova |
| Kolokviji | 2,5 | 50 |
| Seminari | 0,5 | 10 |
| Završni ispit | 2,0 | 60 |
| ODRŽAVANJE NASTAVE | Vrijeme | Učionica |
| Predavanja | Utorkom, 12:00 - 15:00 | O-130 |
| Vježbe | Četvrtkom, 10:00 - 11:00 | O-152 |
| Seminar | Četvrtkom, 11:00 - 12:00 | O-152 |