AU kursuskatalog arkiv

Statistisk fysik ( efterår 2008 - 5 ECTS )

Rammer for udbud

• Uddannelsessprog: dansk
• Niveau: Bachelorkursus
• Semester/kvarter: 1. kvarter.
• Timer per uge: 7
• Deltagerbegrænsning:
• Undervisningssted: Århus
• Hovedområde: Det Naturvidenskabelige Fakultet
• Udbud ID: 7806

Formål

På baggrund af de indledende moduler i mekanik, termodynamik og moderne fysik giver kurset en indføring i den statistiske fysiks metoder og resultater. Den studerende bliver fortrolig med den statistiske definition af entropi og temperatur, og med anvendelsen af såvel det mikrokanoniske som det kanoniske ensemble til beskrivelse af systemer i statistisk ligevægt. Et vigtigt tema er betydningen af, at mikroskopiske systemer skal beskrives kvantemekanisk, herunder forskellen på statistikken for systemer af fermioner og bosoner.

Indhold

· Statistisk ligevægt

· Entropi og temperatur

· Mikrokanonisk og kanonisk ensemble. Boltzmann-fordelingen

· To-niveau-systemer: Paramagnetisme og Schottky-defekter

· Den harmoniske oscillator: Vibrationer i faste stoffer, Einstein- og Debye-modeller

· Den klassiske Idealgas. Maxwells kinetiske molekylteori. Ligefordelingsloven

· Kvantegasser: Fermioner og bosoner

· Planck-spektret af hulrumsstråling. Udsendelse af varmestråling, Stefan-Boltzmanns lov

· Fermigassen

· Bose-Einstein-kondensering

Læringsmål

Når kurset er færdigt forventes den studerende

· at kende og kunne gengive de vigtigste træk af den statistiske beskrivelse af de behandlede systemer.

· at kunne anvende den statistiske fysiks metoder til beregning af lignende systemers egenskaber i termisk ligevægt.

· at kunne argumentere for skridtene i opgaveløsninger.

· at kunne demonstrere en grundlæggende forståelse af den statistiske fysik gennem en analyse af systemernes opførsel i grænserne for høje og lave temperaturer.

Faglige forudsætninger

Indledende mekanik og termodynamik, moderne fysik

Underviser

Jens Ulrik Andersen

Undervisnings- og arbejdsform

2x2 timers forelæsninger og 3 timers teoretiske øvelser om ugen.

Litteratur

F. Mandl: 'Statistical Physics', John Wiley and Sons Ltd.

Kursushjemmeside

http://www.aula.au.dk/

Skemaplacering (forelæsninger)

Blokpar B , mandag 10-12 + onsdag 10-12

Eksamensterminer

Eksamen: 1. kvarter

Reeksamen: Januar

Udbyder

Institut for Fysik og Astronomi

Indgår i følgende studieordninger

Bacheloruddannelsen i fysik, nanoteknologi

Tilmelding til undervisning

Via selvbetjeningen på https://mit.au.dk/da/index.cfm

Studieordning og bedømmelse

1. del af sidefaget i fysik

• Skriftlig, bedømt efter 7-skala med ekstern censur

2. del af sidefaget i fysik

• Skriftlig, bedømt efter 7-skala med ekstern censur

Bacheloruddannelsen i nanoscience

• Skriftlig, bedømt efter 7-skala med ekstern censur

Fagpakke: Kvantemekanik, Statistisk fysik og Faststoffysik

• Skriftlig, bedømt efter 7-skala med ekstern censur

Grundfaget i fysik

• Skriftlig, bedømt efter 7-skala med ekstern censur

Sidefaget i fysik

• Skriftlig, bedømt efter 7-skala med ekstern censur

• 3 timers skriftlig prøve med alle sædvanlige hjælpemidler
• Bedømmelse efter 7-trinsskalaen
• Ekstern censur