Научно-исследовательский семинар "Методы статистической физики сильно неравновесных систем"

Магистратура 2018/2019

Статус: Курс по выбору (Физика)

Направление: 03.04.02. Физика

Кто читает: Базовая кафедра теоретической физики Института теоретической физики им. Л.Д. Ландау РАН

Где читается: Факультет физики

Когда читается: 1-й курс, 3, 4 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Преподаватели: Колоколов Игорь Валентинович

Прогр. обучения: Физика

Язык: русский

Кредиты: 4

Контактные часы: 50

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Целями освоения дисциплины «Научно-исследовательский семинар"Методы статисической физики сильно неравновесных систем» 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).
Фазовые переходы. Разложение Ландау. Теория среднего поля. Роль флуктуаций (качественно).
Неидеальность - столкновения и дальнодействие. Определяющая роль столкновений в кинетике (качественное рассмотрение).
Сверхтекучая жидкость. Двухжидкостная модель. Возбуждения, критерий Ландау.

Элементы контроля

Контрольные работы
Оценка за курс складывается из накопленной части (Н) и оценки за экзамен (Э). Итоговая оценка (ИО) вычисляется по формуле: ИО=0.6Н+0.4Э, округление при вычислении итоговой оценки производится по арифметическим правилам (дробная часть меньше 0.5 округляется в меньшую строну). Накопленная оценка выставляется по результатам оценки домашних заданий по каждой теме (Д1-Д8) и оценок за контрольную работу (Кр1-Кр2): Н=0.25Кр1+0.25Кр2+0.5(Д1+Д2+Д3+Д4+Д5+Д6+Д7+Д8)/8, оценка округляется в пользу студента. Контрольная работа проводится в письменной форме на одном из семинаров во второй половине каждого модуля и содержит задачи по изученным темам, оценка за контрольную работу является непересдаваемой.
Домашнее задание
Домашние задания включают в себя 3-5 задач по каждой из тем, указанных в пункте. 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.
Экзамен
Экзамен проводится в устной форме. Билет содержит 2 вопроса по темам прочитанных лекций.

Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация (4 модуль)
0.3 * Домашнее задание + 0.3 * Контрольные работы + 0.4 * Экзамен

Программа дисциплины