F6040 Termodynamika a statistická fyzika

Přírodovědecká fakulta
jaro 2001
Rozsah
2/2/0. 6 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
prof. RNDr. Josef Humlíček, CSc. (přednášející)
doc. Franz Hinterleitner, Ph.D. (cvičící)
Garance
doc. RNDr. Zdeněk Bochníček, Dr.
Ústav fyziky kondenzovaných látek - Fyzikální sekce - Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Josef Humlíček, CSc.
Předpoklady
( F4120 Teoretická mechanika && F4090 Elektrodyn. a teorie rel. )||( F3070 Elektřina a magnetismus && F4080 Optika a atomová fyzika && 4090 )
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
1. Základní pojmy termodynamické fenomenologie. Vnitřní pohyb hmoty. Stav a proces. Teplota. Teplo. Tepelný kontakt. Ilustrace: plynové zákony. 2. První věta termodynamická. Vnitřní energie. Síla, práce a teplo. Zachování energie. Adiabatický proces. Elementární důsledky. 3. Druhá věta termodynamická. Kvazistatické procesy. Omezení přeměn tepla a práce. Adiabatická nedosažitelnost. Entropie a absolutní teplota. Vratnost a nevratnost. Ilustrace: entropie ideálního plynu. 4. Rovnováha, termodynamické potenciály. Maximum entropie a minimum energie. Volná energie. Stabilita rovnovážného stavu. Chemický potenciál. Ilustrace: chemická rovnováha. 5. Fázové přechody. Fázová rovnováha. Fázové diagramy. Ilustrace: supravodivost. 6. Statistický popis fyzikálních systémů. Mikroskopická dynamika. Fázový prostor. Pravděpodobnostní popis. Časový vývoj. 7. Matice hustoty. Čistý stav a směs. Vlastnosti matice hustoty. Časový vývoj. 8. Počet a hustota stavů. Kvantový a (kvazi)klasický případ. Statistická entropie. Ilustrace: konfigurační a impulsový prostor klasického ideálního plynu. 9. Kanonické rozdělení. Stejné pravděpodobnosti. Maximum entropie. Rovnovážné rozdělení. Ilustrace: Maxwellovo a Boltzmannovo rozdělení. 10. Ideální kvantový plyn. Důsledky nerozlišitelnosti. Obsazovací čísla. Kvantové statistiky. Klasická limita. 11. Bosonový plyn. Záření černého tělesa. Kapalné He4. 12. Fermionový plyn. Tepelná kapacita volných elektronů. Elektronový plyn v magnetickém poli. 13. Fluktuace. Disperze a korelace. Ilustrace: elektrický proud v otevřeném obvodu. 14. Kinetické jevy. Srážky. Boltzmannova rovnice. Ilustrace: transportní koeficienty plynu.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2008 - akreditace, jaro 2011 - akreditace, jaro 2000, jaro 2002, jaro 2003, jaro 2004, jaro 2005, jaro 2006, jaro 2007, jaro 2008, jaro 2009, jaro 2010, jaro 2011, jaro 2012, jaro 2012 - akreditace, jaro 2013, jaro 2014, jaro 2015, jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020.