Бакалавриат 2026/2027

Статистическая физика

ID 1133684

Статус: Курс обязательный (Физика)

Кто читает: Департамент физики

Где читается: Школа информатики, физики и технологий

Когда читается: 3-й курс, 1, 2 модуль

Охват аудитории: для всех кампусов НИУ ВШЭ

Преподаватели: Агабабаев Валентин Александрович, Комарова Марина Владимировна

Язык: русский

Кредиты: 5

Контактные часы: 56

Программа дисциплины

Аннотация

Дисциплина направлена на получение студентами знаний в области статистического описания равновесных систем, термодинамики, а также неравновесных процессов методами физической кинетики. Важность курса для физических специальностей обоснована тем, что в основе любых наблюдаемых макроскопических явлений природы проявляется микроскопическая структура строения вещества. Для освоения учебной дисциплины «Статистическая физика студент должен иметь хорошую базовую подготовку в объеме университетского курса общей физики.

Цель освоения дисциплины

• Получение знаний в области статистического описания равновесных систем, термодинамики, а также неравновесных процессов методами физической кинетики.

Планируемые результаты обучения

• Знает отличие распределения Ферми- Дирака, Бозе-Эйнштейна и Максвелла-Больцмана; друг от друга, описывать термодинамические функции квантового идеального газа; умеет описывать вырожденный Ферми-газ и вырожденный Бозе-газ
• Умеет записывать оптическое уравнение Блоха для «двухуровневого» атома, квантовые уравнения Гейзенберга-Ланжевена
• Умеет записывать распределение Гаусса и флуктуации основных термодинамических величин; описывать спектральное разложение флуктуаций
• Умеет записывать решение уравнения Больцмана в приближении Энскога- Чепмена
• Умеет записывать уравнения для одночастичной функции распределения и кинетическое уравнение Больцмана; знает равновесное решение и распределение Максвелла- Больцмана, свойства интеграла столкновений
• Умеет формулировать второе начало термодинамики, описывать двухатомный идеальный газ, неидеальный газ, проводит разложение по степеням плотности, знает формулу Ван-дер-Ваальса; умеет проводить термодинамическое описание систем с переменным числом частиц
• Формулирует и доказывает теорему Лиувилля; умеет описывать микроканоническое распределение; владеет понятиями энтропии и температуры микроканонического ансамбля; знает понятия канонического и большое канонического распределения

Содержание учебной дисциплины

• Тема 1. Основные принципы статистической физики
• Тема 2. Статистические основы термодинамики
• Тема 3. Теория квантовых идеальных газов
• Тема 4. Теория флуктуаций
• Тема 5. Кинетическое уравнение Больцмана
• Тема 7. Квантовое кинетическое уравнение
• Тема 6. Уравнения газодинамики

Элементы контроля

• Контрольная работа
• Экзамен
  Экзаменационный билет содержит 3 задания
• Экзамен
  Письменная работа, направленная на оценку уровня усвоения учебного материала

Промежуточная аттестация

• 2026/2027 1st module
  0.6 * Экзамен + 0.4 * Контрольная работа
• 2026/2027 2nd module
  0.6 * Экзамен + 0.4 * Контрольная работа

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Roberto Piazza. (2016). Statistical Physics : A Prelude and Fugue for Engineers (Vol. 1st ed. 2017). Springer.
• Ефремов, Ю. С.  Статистическая физика и термодинамика : учебное пособие для академического бакалавриата / Ю. С. Ефремов. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2019. — 209 с. — (Бакалавр. Академический курс). — ISBN 978-5-534-05152-0. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/438850 (дата обращения: 28.08.2023).

Рекомендуемая дополнительная литература

• Tanaka, T. (2002). Methods of Statistical Physics. Cambridge University Press.

Авторы

• Агабабаев Валентин Александрович