Autor: Kerson Huang
ISBN: 978-83-01-14612-2
Ilość stron: 260
Data wydania: 12/2012
Fizyka statystyczna w ujęciu doświadczonego dydaktyka!
Podręcznik zawiera podstawowe wiadomości z fizyki statystycznej wyłożone w bardzo przystępny sposób. W kolejnych rozdziałach opisano: • zagadnienia związane z termodynamiką, • kinetyczną teorię gazów doskonałych, • gaz Fermiego i gaz Bosego, • rozkład kanoniczny i wielki rozkład kanoniczny, • procesy stochastyczne, • zjawiska transportu, • kondensację Bosego-Einsteina, • nadciekłość i szum.
Książka powstała jako zapis wykładu z fizyki statystycznej, prowadzonego przez Autora, dzięki czemu jej konstrukcja ma bardzo dużą wartość dydaktyczną. Każdy rozdział zawiera zwartą, ale dokładną prezentację danego zagadnienia, a na końcu zadania i problemy do rozwiązania pozwalające na ugruntowanie zdobytej wiedzy i pełne jej zrozumienie.
W podręczniku zamieszczono również dodatek matematyczny, w którym podane są zagadnienia matematyczne, leżące u podstaw prowadzonych w książce dowodów oraz wykaz literatury.
Podręcznik przeznaczony jest dla studentów wydziałów fizyki, astronomii, inżynierii materiałowej, chemii, a także wykładowców i pracowników naukowych.
Rozdziały:
1. Obraz makroskopowy 1.1. Termodynamika 1.2. Parametry termodynamiczne 1.3. Granica termodynamiczna 1.4. Procesy termodynamiczne 1.5. Klasyczny gaz doskonały 1.6. Pierwsza zasada termodynamiki 1.7. Układy magnetyczne Zadania
2. Ciepło i entropia 2.1. Równania dla ciepła 2.2. Gaz doskonały 2.3. Cykl Carnota 2.4. Druga zasada termodynamiki 2.5. Temperatura bezwzględna 2.6. Temperatura jako czynnik całkujący 2.7. Entropia 2.8. Entropia gazu doskonałego 2.9. Ograniczenia termodynamiki Zadania
3. Zastosowania termodynamiki 3.1. Równanie dla energii 3.2. Niektóre mierzalne współczynniki termodynamiczne 3.3. Entropia a straty energii 3.4. Temperatura w funkcji entropii 3.5. Warunki równowagi 3.6. Energia swobodna Helmholtza 3.7. Potencjał Gibbsa 3.8. Równania Maxwella 3.9. Potencjał chemiczny Zadania
4. Przejścia fazowe 4.1. Przejścia fazowe pierwszego rodzaju 4.2. Warunki współistnienia faz 4.3. Równanie Clapeyrona 4.4. Równanie stanu van der Waalsa 4.5. Rozwinięcie wirialne 4.6. Punkt krytyczny 4.7. Konstrukcja Maxwella 4.8. Skalowanie Zadania
5. Podejście statystyczne 5.1. Obraz atomowy 5.2. Przestrzeń fazowa 5.3. Funkcja rozkładu 5.4. Hipoteza ergodyczna 5.5. Zespół statystyczny 5.6. Zespół mikrokanoniczny 5.7. Rozkład najbardziej prawdopodobny 5.8. Mnożniki Lagrange’a Zadania
6. Rozkład Maxwella–Boltzmanna 6.1. Wyznaczanie parametrów 6.2. Ciśnienie gazu doskonałego 6.3. Ekwipartycja energii 6.4. Rozkład prędkości 6.5. Entropia 6.6. Wyprowadzenie termodynamiki 6.7. Fluktuacje 6.8. Czynnik Boltzmanna 6.9. Strzałka czasu Zadania
7. Zjawiska transportu 7.1. Granica bezzderzeniowa i hydrodynamiczna 7.2. Demon Maxwella 7.3. Hydrodynamika nielepka 7.4. Fala dźwiękowa 7.5. Dyfuzja 7.6. Przewodnictwo cieplne 7.7. Lepkość 7.8. Równanie Naviera–Stokesa Zadania
8. Statystyki kwantowe 8.1. Termiczna długość fali 8.2. Cząstki nierozróżnialne 8.3. Liczby obsadzeń 8.4. Spin 8.5. Zespół mikrokanoniczny 8.6. Statystyka Fermiego 8.7. Statystyka Bosego 8.8. Wyznaczanie parametrów 8.9. Ciśnienie 8.10. Entropia 8.11. Energia swobodna 8.12. Równanie stanu 8.13. Granica klasyczna Zadania
9. Gaz Fermiego 9.1. Energia Fermiego 9.2. Stan podstawowy 9.3. Temperatura Fermiego 9.4. Własności niskotemperaturowe 9.5. Cząstki i dziury 9.6. Elektrony w ciałach stałych 9.7. Półprzewodniki Zadania
10. Gaz Bosego 10.1. Fotony 10.2. Wzmocnienie bozonowe 10.3. Fonony 10.4. Ciepło własciwe Debye’a 10.5. Elektronowe ciepło właściwe 10.6. Zachowanie liczby cząstek Zadania
11. Kondensacja Bosego–Einsteina 11.1. Makroskopowe obsadzenia 11.2. Kondensat 11.3. Równanie stanu 11.4. Ciepło właściwe 11.5. Powstawanie kondensatu 11.6. Ciekły hel Zadania
12. Zespół kanoniczny 12.1. Zespół mikrokanoniczny 12.2. Klasyczny zespół kanoniczny 12.3. Suma statystyczna 12.4. Związki z termodynamiką 12.5. Fluktuacje energii 12.6. Minimalizacja energii swobodnej 12.7. Klasyczny gaz doskonały 12.8. Zespół kwantowy 12.9. Kwantowa suma statystyczna 12.10. Wybór reprezentacji Zadania
13. Wielki zespół kanoniczny 13.1. Rezerwuar cząstek 13.2. Wielka suma statystyczna 13.3. Fluktuacje liczby cząstek 13.4. Związki z termodynamiką 13.5. Fluktuacje krytyczne 13.6. Gazy kwantowe w wielkim zespole kanonicznym 13.7. Fluktuacje liczb obsadzeń 13.8. Fluktuacje fotonów 13.9. Kreacja par Zadania
14. Parametr porządku 14.1. Złamana symetria 14.2. Model spinu Isinga 14.3. Teoria Ginzburga–Landaua 14.4. Teoria pola średniego 14.5. Wykładniki krytyczne 14.6. Twierdzenie fluktuacyjno-dyssypacyjne 14.7. Długość korelacji 14.8. Uniwersalność Zadania
15. Nadciekłość 15.1. Funkcja falowa kondensatu 15.2. Teoria pola średniego 15.3. Równanie Grossa–Pitajewskiego 15.4. Koherencja fazy kwantowej 15.5. Przepływ nadciekły 15.6. Nadprzewodnictwo 15.7. Efekt Meissnera 15.8. Kwanty strumienia indukcji magnetycznej 15.9. Złącze Josephsona 15.10. SQUID Zadania
16. Szum 16.1. Fluktuacje termiczne 16.2. Szum Nyquista 16.3. Ruchy Browna 16.4. Teoria Einsteina 16.5. Dyfuzja 16.6. Związek Einsteina 16.7. Świat molekularny 16.8. Fluktuacje i dyssypacja Zadania
17. Procesy stochastyczne 17.1. Przypadkowość i prawdopodobieństwo 17.2. Rozkład dwumianowy 17.3. Rozkład Poissona 17.4. Rozkład Gaussa 17.5. Centralne twierdzenie graniczne 17.6. Szum śrutowy Zadania
18. Analiza szeregów czasowych 18.1. Zespół trajektorii 18.2. Widmo mocy i funkcja korelacji 18.3. Sygnał i szum 18.4. Prawdopodobieństwa przejścia 18.5. Procesy Markowa 18.6. Równanie Fokkera–Plancka 18.7. Równanie Langevina 18.8. Powrót do ruchów Browna 18.9. Metoda Monte Carlo 18.10. Symulacja modelu Isinga Zadania
Dodatek. Uzupełnienia matematyczne D.1. Przybliżenie Stirlinga D.2. Funkcja delta D.3. Różniczka zupełna D.4. Pochodne cząstkowe D.5. Reguła łańcuchowa D.6. Mnożniki Lagrange’a D.7. Sumowanie stanów kwantowych D.8. Funkcje Fermiego Stałe fizyczne i zamiana jednostek
Podstawy fizyki statystycznej --- Pozycja niedostępna.---
|