Магистратура 2021/2022

Физическая кинетика

Статус: Курс обязательный (Физика)

Направление: 03.04.02. Физика

Кто читает: Факультет физики

Где читается: Факультет физики

Когда читается: 1-й курс, 1, 2 модуль

Формат изучения: с онлайн-курсом

Онлайн-часы: 40

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Колоколов Игорь Валентинович

Прогр. обучения: Физика

Язык: русский

Кредиты: 3

Контактные часы: 60

Программа дисциплины

Аннотация

Кинетика изучает процессы, происходящие в неравновесных системах. Кинетические явления более чувствительны к детальному устройству конкретных систем по сравнению с равновесными процессами. Кроме того, имеется огромное число способов вывода системы из равновесия и даже для стационарных (но неравновесных!) состояний не существует аналога распределения Гиббса. Тем не менее, кинетические явления описываются достаточно универсальным способом, так что используемые методы могут быть применимы для широкого круга физических систем. В курсе рассматриваются процессы релаксации физических систем к равновесию при условии, что это равновесие нарушено не слишком сильно. В этом случае удается значительно уменьшить число степеней свободы, необходимое для описания релаксации, в частности использовать в том или ином виде газовое приближение, конечно, с учетом квантовых эффектов. В этом случае для анализа кинетики системы можно использовать кинетическое уравнение. Несколько усложняется анализ кинетики для систем, содержащих такие сугубо квантовые объекты, как двух уровневые системы. В этом случае для описания этих объектов надо использовать уравнения Блоха. Значительно упрощается анализ системы в том случае, когда удается разделить переменные на макроскопические, которые описывают коллективные длинноволновые моды, и микроскопические, которые описывают динамику на микроскопических масштабах. Такой подход ведет к макроскопическим уравнениям типа Ланжевена, где роль мелкомасштабных переменных сводится к случайным короткокоррелированным вкладам в макроскопические уравнения. Все эти явления рассматриваются в настоящем курсе в рамках единого подхода, который связывает между собой микроскопические и макроскопические явления. Таким образом, курс опирается на курс Статистической физики и курс Механики сплошных сред, перебрасывая мост между ними. Курс предназначен для формирования понимания разнообразных динамических эффектов в сплошных средах и навыков их теоретического анализа.