Předmět: Statistická fyzika

» Seznam fakult » FP » KFY
Název předmětu Statistická fyzika
Kód předmětu KFY/STFB
Organizační forma výuky Přednáška
Úroveň předmětu Bakalářský
Rok studia nespecifikován
Semestr Zimní a letní
Počet ECTS kreditů 3
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Volitelný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Dostupnost předmětu Předmět je nabízen přijíždějícím studentům
Vyučující
  • Erhart Jiří, prof. Mgr. Ph.D.
Obsah předmětu
Látky jako systémy složené z mnoha částic. Makroskopické a mikroskopické hledisko, klasický a kvantový popis. Statistická povaha měřitelných makroskopických veličin. Pojem rovnovážného stavu a relaxačního procesu. Obecná stavová rovnice a její důsledky. Práce systému a teplo jako formy přenosu energie. Entropie a pravděpodobnost makrostavu. Změny entropie při vratných a nevratných dějích. Šipka času. Vývoj vesmíru. Entropie v okolí absolutní nuly. Třetí zákon termodynamiky, nedosažitelnost absolutní nuly. Vlastnosti látek při velmi nízkých teplotách. Získávání nízkých teplot. Podmínky termodynamické rovnováhy. Chemický potenciál. Fázové přechody, Ehrenfestova klasifikace. Základní myšlenky Landauovy teorie fázových přechodů a její použití na feroelektrické látky. Systém v termostatu. Boltzmannovo rozdělení. Kanonický soubor a určení entropie. Partiční funkce a výpočet termodynamických veličin. Ekvipartiční teorém. Maxwellovo rozdělení rychlostí. Gibbsovo rozdělení. Boseho-Einsteinova a Fermiho-Diracova statistika. Volné elektrony v kovu, Boseho-Einsteinova kondenzace.

Studijní aktivity a metody výuky
Monologický výklad (přednáška, prezentace, vysvětlování)
  • Účast na výuce - 28 hodin za semestr
Výstupy z učení
Přednášky jsou zaměřeny na objasnění statistické podstaty základních termodynamických veličin (vnitřní energie, entropie, teploty) a termodynamických zákonů přeměny energie a růstu entropie. Pravděpodobnostní interpretace entropie tvoří most mezi makroskopickými veličinami a mikroskopickým kvantově-mechanickým popisem látek. Vedle obvyklého vyšetřovaní termodynamických vlastností ideálních a reálných plynů a jednoduchých pevných látek, je věnována pozornost nízkým a záporným teplotám, fázovým přechodům ve feroelektrických i supravodivých látkách, a fluktuacím, ilustrovaným pomocí počítačových simulací.
Zvládnutí základů statistické fyziky ve vybraném rozsahu.
Předpoklady
Žádné.

Hodnoticí metody a kritéria
Ústní zkouška, Písemná zkouška

Podmínkou zkoušky je správné zodpovězení zadaných otázek.
Doporučená literatura
  • Baierlein R. Thermal physics. Cambridge University Press, Cambridge, 2005.
  • Conveney P., Highfield R. Šíp času, kap. 5 a 8.. OLDAG, Ostrava, 1995.
  • Hála E. Úvod do chemické termodynamiky. Academia, Praha, 1975.
  • Halliday, D., Resnick, R., Walker, J. Fyzika: část 2, Termodynamika. Brno VUT, Prometheus Praha, 2000.
  • Kolektiv. Výkladový slovník fyziky pro VŠ kurz. Prometheus, 1999.
  • Kvasnica, J. Statistická fyzika. Academia Praha, 1998.
  • Kvasnica J. Termodynamika. SNTL, Praha, 1965.
  • Levič V. G. Úvod do statistické fyziky. Nakladatelství Čs. Akademie věd, Praha, 1954.
  • Marvan M. Záporné absolutní teploty a nové základy termodynamiky. Státní nakladatelství technické literatury, Praha, 1965.
  • Svoboda E., Bakule R. Molekulová fyzika. Academia, Praha, 1992.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr