Statistische Mechanik

Lernziele

Lernziele

Die Studierenden kennen die grundlegenden Konzepte der statistischen Beschreibung von Systemen mit vielen Freiheitsgraden und können sie anhand physikalischer Modellsysteme erläutern. Sie können die Unterschiede zwischen den verschiedenen Gesamtheiten und insbesondere die Konsequenzen des Wechsels von klassischen zu quantenmechanischen Systemen erklären. Sie können die obengenannten Themen im Rahmen der statistischen Mechanik erklären und dabei insbesondere phänomenologische Größen der Thermodynamik, wie Entropie und Temperatur, mittels der neu kennengelernten mikroskopischen Modelle erklären. Auch die verschiedenen Erscheinungsformen (Phasen) von Materie und Phasenübergänge zwischen ihnen können sie mit den Mitteln der statistischen Physik deuten und zur Lösung von Aufgaben heranziehen. Einfache Aufgaben oder Aufgaben, die einen direkten Bezug zu in der Vorlesung oder den Übungen kennengelernten Systemen haben, lösen sie selbständig.

Literatur:

F. Schwabl: Statistische Mechanik, Springer Verlag, 2000,
D. Chandler: Introduction to Modern Statistical Mechanics, Oxford University Press, 1987

Allgemeine Informationen zur Veranstaltung
Diese Veranstaltung findet aller Voraussicht nach in Präsenz statt. Für die Planung der Raumkapazitäten ist eine Anmeldung über ZEuS zwingend erforderlich. Ohne Anmeldung können wir Ihnen nicht garantieren, dass Sie an der Veranstaltung teilnehmen können.

Vorbesprechung: online als Zoom-Videokonferenz

Dozent Prof. Dr. Matthias Fuchs
ECTS Vorlesung, 10 ECTS

SWS (Semesterwochenstunden)

 4.0

Geeignet für

 

BA, MS

Prüfungsmodalitäten
Bachelor
Leistungsnachweis zur Prüfungszulassung mind. 50 % der Punkte auf den Übungsblättern und aktive Teilnahme an den Übungen; schriftliche Klausur

Master
Leistungsnachweis zur Prüfungszulassung mindestens 50 % der Punkte auf den Übungsblättern und aktive Teilnahme an den Übungen; mündliche Prüfung
Zeitraum Mo. 15:15 - 16:45 und Do. 15:15 - 16:45
Topics

Grundlagen; Konzepte der Statistischen Mechanik (thermisches Gleichgewicht, Gesamtheiten, Entropie nach Gibbs und Boltzmann); Thermodynamik (Hauptsätze, Gibbssche Potentiale, thermodynamischer Grenzfall); ideale Quantengase mit Anwendungen auf Metallelektronen, Phononen, Photonen, Bose-Einstein-Kondensat; klassische reale Gase und Flüssigkeiten; Phasenübergänge; Magnetismus; Fluktuationen; Näherungsverfahren; quantenmechanische und klassische Ensembles

F. Schwabl: Statistische Mechanik, Springer Verlag, 2000,
D. Chandler: Introduction to Modern Statistical Mechanics, Oxford University Press, 1987