164510

Statistička fizika

Da

6.0

30

15

0

Fakultet za fiziku

6.0

15(V) + 30(P)

izv. prof. dr. sc. Tomislav Terzić

dr. sc. Mateo Paulišić (V)
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 osnovne fizikalne sisteme: izvesti particijske funkcije i izračunati termodinamičke
parametre.
5. Formulirati kvantnu statistiku i kvantno-mehaničku teoriju ansambla.
6. Navesti osnovne primjere idealnih bozonskih sistema te izračunati njihove termodinamičke parametre.
7. Navesti osnovne primjere idealnih fermionskih sistema te izračunati njihove termodinamičke parametre.

TjedanDatumSatiTema
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
   
3.  Elementi teorije ansambla: fazni sustav klasičnog sistema, mikrokanonski ansambl, primjeri
   
4.  Kanonski ansambl; fizičko značenje statističkih veličina u kanonskom ansamblu, particijska funkcija
   
5.  Kanonski ansambl: sistem harmonijskih oscilatora
   
6.  Velekanonski ansambl: fizičko značenje statističkih veličina u velekanonskom ansamblu
   
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: Planckova raspodjela
   
13.  Idealni Fermionski sistemi: velekanonski potencijal i broj čestica
   
14.  Idealni Fermionski sistemi: Fermijeva energija
   
15.  Jako degenerirani Fermionski plin
   

Aktivnost koja se ocjenjujeUdio aktivnosti u ECTS bodovimaMaximalan broj bodova
Kolokviji2,760
Završni ispit1,840

ODRŽAVANJE NASTAVEVrijemeUčionica
PredavanjaUtorkom, 12:00 - 14:00O-130
VježbeČetvrtkom, 10:00 - 11:00O-152