Статистическая физика

Бакалавриат 2020/2021

Лучший по критерию «Новизна полученных знаний»

Статус: Курс обязательный (Физика)

Направление: 03.03.02. Физика

Кто читает: Факультет физики

Где читается: Факультет физики

Когда читается: 3-й курс, 3, 4 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Преподаватели: Бурмистров Игорь Сергеевич, Лункин Алексей Владимирович, Шапиро Дмитрий Сергеевич

Язык: русский

Кредиты: 3

Контактные часы: 80

Полная версия программы учебной 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.

Программа дисциплины