PředmětyPředměty(verze: 802)
Předmět, akademický rok 2016/2017
   Přihlásit přes CAS
Termodynamika a statistická fyzika II - NUFY048
Anglický název: Thermodynamics and Statistical Physics II
Zajišťuje: Kabinet výuky obecné fyziky (32-KVOF)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2005
Semestr: letní
E-Kredity: 5
Rozsah, examinace: letní s.:2/1 Z+Zk [hodiny/týden]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
Stav předmětu: nevyučován
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Garant: RNDr. Oldřich Bílek
RNDr. Vojtěch Kapsa, CSc.
doc. RNDr. Jan Obdržálek, CSc.
Kategorizace předmětu: Fyzika > Učitelství fyziky
Korekvizity : NUFY047
Anotace -
Poslední úprava: T_KVOF (23.05.2001)

Přednáška přímo navazuje na UFY047. Základní pojmy statistické fyziky(SF). Statistický soubor. Rozdělovací funkce. Liouvilleův teorém. Přechod od klasické ke kvantové SF. Vztah mezi přístupem k zavedení fyzikálních veličin v termodynamice a ve SF. Klasická a kvantová statistická rozdělení. Ideální a reálný klasický plyn. Tepelná kapacita krystalové mříže. Záření černého tělesa. Elektronový plyn. Fluktuace. Určeno pro 3.r. U MF/SŠ, FI/SŠ.
Literatura
Poslední úprava: BILEK (09.05.2006)

F. Čulík, M. Noga: Úvod do štatistickej fyziky a termodynamiky, SNTL, Praha 1982.

Kvasnica, J.: Statistická fyzika. Academia, Praha 1983.

Levič, V. G.: Úvod do statistické fyziky. ČSAV, Praha 1954.

Nozdrev V. F., Senkevič A. A.: Kurs statističeskoj fiziki. Vysšaja škola Moskva, 1965 (rus.).

Sylabus -
Poslední úprava: BILEK (09.05.2006)

Předmět a metody statistické fyziky (SF). Vztah SF k termodynamice a fyzikální kinetice.

Základní pojmy SF. Popis stavu systému velkého počtu částic v klasické SF. Mikrostav a makrostav. Konfigurační, impulsový a fázový prostor. Fázové trajektorie. Ekvienergetická nadplocha. Fázový objem. Spektrální hustota (míra degenerace) g (E) energetického spektra systému.

Zavedení statistického souboru. Rozdělovací funkce. Časová střední hodnota fyzikální veličiny a střední hodnota přes systémy souboru. Ergodický problém.

Liouvilleův teorém a jeho důsledky pro charakter rozdělovací funkce.

Mikrokanonické a kanonické rozdělení. Disperze energie v kanonickém rozdělení a vzájemná souvislost obou rozdělení. Statistický integrál (stavový integrál, partiční funkce) a vyjádření volné energie a vnitřní energie systému. Souvislost statistických a termodynamických veličin. Maxwellovo a Maxwellovo-Boltzmannovo rozdělení. Mikroskopický výklad původu tlaku plynu.

Entropie. Statistická definice entropie. Souvislost entropie, fázového objemu a spektrální hustoty g(E).

Velké kanonické rozdělení. Velký statistický integrál. Chemický potenciál.

Aplikace: Stavová rovnice ideálního a neideálního plynu. Systém neinteragujících harmonických oscilátorů. Ultrarelativistický plyn. Ekvipartiční teorém. Rozdělovací funkce pro systém částic v silovém poli. Rozdělení hustoty plynu v gravitačním poli. Magnetická susceptibilita paramagnetické látky.

Důsledky kvantové mechaniky a přechod od klasické ke kvantové SF. Kvazikvantový přechod - zavedení elementárního fázového objemu příslušného jednomu mikrostavu.

Kvantové kanonické rozdělení. Statistická suma (stavová suma, partiční funkce). Termodynamický význam statistických veličin. Velké kanonické rozdělení. Velká statistická (stavová) suma. Chemický potenciál.

Fermi-Diracovo, Bose-Einsteinovo a Maxwell-Boltzmannovo rozdělení. Podmínky degenerace kvantového plynu.

Aplikace: Střední hodnota energie systému harmonických oscilátorů a dvouhladinových systémů. Kvantový model paramagnetického krystalu. Tepelná kapacita elektronového plynu. Fotonový plyn a Planckův vyzařovací zákon. Tepelná kapacita krystalu (Einsteinův a Debyevův model, porovnání s klasickým modelem).

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK