Statistisk fysik (Q1) ( efterår 2011 - 5 ECTS )
Rammer for udbud
-
Uddannelsessprog:
dansk
-
Niveau:
Bachelorkursus
-
Semester/kvarter:
1. kvarter.
-
Timer per uge:
7
-
Deltagerbegrænsning:
Ingen
-
Undervisningssted:
Århus
-
Hovedområde:
Det Naturvidenskabelige Fakultet
-
Udbud ID:
31229
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. Maxwell's kinetiske molekylteori. Ligefordelingsloven
-
Kvantegasser: Fermioner og bosoner
-
Planck-spektret af hulrumsstråling. Udsendelse af varmestråling, Stefan-Boltzmann's 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 statistisk 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. (Statistisk Fysik kan med en ekstra indsats følges samtidigt med Moderne fysik)
Underviser
Jens Ulrik Andersen
Undervisnings- og arbejdsform
2x2 timers forelæsninger og 3 timers teoretiske øvelser om ugen.
Dansk
Litteratur
F. Mandl: 'Statistical Physics', John Wiley and Sons Ltd.
Kursushjemmeside
http://www.aula.au.dk/
Skemaplacering (forelæsninger)
Mandag 10-12 + onsdag 10-12
Blokpar B:
http://science.au.dk/uddannelse/undervisning/blokpar/
Eksamensterminer
Eksamen: 1. kvarter
Placering: Tirsdag den 25. oktober 2011, uge 43
Reeksamen: Januar
http://science.au.dk/uddannelse/undervisning/eksamen/regler-for-tilmelding-til-kurser-med-fastlagt-eksamen/
Udbyder
Institut for Fysik og Astronomi
Indgår i følgende studieordninger
Kandidatuddannelsen i Optik og elektronik
Tilmelding til undervisning
Via selvbetjeningen på
https://mit.au.dk/da/index.cfm
Bedømmelse
-
3 timers skriftlig prøve med alle sædvanlige hjælpemidler
-
Bedømmelse efter 7-trinsskalaen
-
Ekstern censur
