Статистическая физика

2019/2020

Учебный год

RUS

Обучение ведется на русском языке

3

Кредиты

Кто читает:

Факультет физики

Статус:

Курс обязательный

Когда читается:

3-й курс, 3, 4 модуль

Преподаватели

Бурмистров Игорь Сергеевич

Лункин Алексей Владимирович

Программа дисциплины

Аннотация

Целями освоения дисциплины «Статистическая физика» являются: - изучение основных методов, законов и моделей статистической физики, основ векторного анализа и специальной теории относительности, современных экспериментальные методов микроскопической структуры вещества. В результате освоения дисциплины студент должен: знать: - теоретические основы статистической физики; уметь: - формулировать и доказывать основные результаты статистической физики; владеть: - навыками вычисления (в простых задачах) макроскопических характеристик системы.

Цель освоения дисциплины

• формирование знаний по теоретическим основам статистической физики;
• формирование навыков привести формулировки и доказательства основных результатов статистической физики;
• формирование навыков вычисления макроскопических характеристик системы.

Планируемые результаты обучения

• владеет навыками вычисления (в простых задачах) макроскопических характеристик системы
• умеет формулировать и доказывать основные результаты статистической физики
• знает теоретические основы статистической физики
• знать теоретические основы статистической физики

Содержание учебной дисциплины

• Состояние теплового равновесия в макроскопических системах
  Микросостояния и макро состояния. Размешивание в пространстве микросостояний. Энтропия, ее рост как следствие этого размешивания. Энтропия идеального одноатомного газа тождественных атомов. Смешивание как необратимый процесс. Изменение энтропии при смешивании различных газов. Тождественность и парадокс Гиббса (его отсутствие).
• Подсистемы большой равновесной системы
  Вероятность какой-либо величины как относительное время наблюдения данного интервала значений. Распределение Гиббса. Статистическая сумма.
• Статсумма для двухуровневой системы. Теплоемкость при высоких и низких температурах. (Почему температура бывает совсем не энергией). Предел сильного вырождения верхнего уровня.
• Диссоциативное и ионизационное равновесия. Температура половинной ионизации и проявление энергетической щели в кинетике (качественное рассмотрение).
• Неидеальность - столкновения и дальнодействие. Определяющая роль столкновений в кинетике (качественное рассмотрение).
• Броуновское движение. Случайные блуждания. Диффузионное приближение.
• Электролиты, экранировка. Понятие о плазме. Теория Дебая-Хюккеля.
• Фазовые переходы. Разложение Ландау. Теория среднего поля. Роль флуктуаций (качественно).
• Сверхтекучая жидкость. Двухжидкостная модель. Возбуждения, критерий Ландау.

Элементы контроля

• Контрольные работы
  Проводится три контрольных работы. Итоговая оценка за контрольные работы усредняется.
• Экзамен
  Экзамен проводится в устной форме. Билет содержит 2 вопроса по темам прочитанных лекций.
• Домашние задания
  Выполняется 15 регулярных домашних работ. Сдача домашних заданий происходит в устанавливаемые преподавателем сроки. Домашние задания, сданные после указанного преподавателем срока, не включаются в расчет накопительной оценки. При оценке домашних заданий могут учитываться объяснения студента по применяемым подходам и методам решения. Итоговая оценка за домашние задания усредняется.

Промежуточная аттестация

• Промежуточная аттестация (4 модуль)
  Накопленная оценка складывается с равными весами из средней оценки за контрольные работы и средней оценки за домашние работы. Накопленная оценка округляется в пользу студента. Итоговая оценка складывается из экзаменационной (40%) и накопленной (60%), округление итоговой оценки - по арифметическим правилам.

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Ансельм А.И. - Основы статистической физики и термодинамики - Издательство "Лань" - 2007 - 448с. - ISBN: 978-5-8114-0756-9 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/692
• Основы статистической физики: Учебное пособие / Браун А.Г., Левитина И.Г., - 3-е изд. - М.:НИЦ ИНФРА-М, 2015. - 120 с.: 60x90 1/16. - (Высшее образование: Бакалавриат) (Обложка) ISBN 978-5-16-010234-4 - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/478437
• Спецглавы физики. Статистическая физика равновесных систем / Краснопевцев Е.А. - Новосиб.:НГТУ, 2014. - 387 с.: ISBN 978-5-7782-2565-7

Рекомендуемая дополнительная литература

• Lavenda, B. H. (2016). Statistical Physics : A Probabilistic Approach. Newburyport: Dover Publications. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsebk&AN=1332193
• Nelson Bolívar. (2019). Statistical Physics. [N.p.]: Arcler Press. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsebk&AN=2013924
• Sadovskii, M. V. (2019). Statistical Physics (Vol. 2nd ed). Berlin/Boston: De Gruyter. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsebk&AN=2098766