Chương trình học phần Vật lý thống kê - Khoa vật lý Đại học Đà Lạt

Chương trình học phần Vật lý thống kê - Khoa vật lý Đại học Đà Lạt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA VẬT LÝ Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

_

CHƯƠNG TRÌNH TRÌNH ĐỘ ĐẠI HỌC

Ngành : VẬT LÝ CHƯƠNG TRÌNH CHI TIẾT HỌC PHẦN

1 Tên học phần: Vật lý thống kê

2 Mã số: VL2104

3 Số tín chỉ: 3 Học phần bắt buộc

4 Tên học phần bằng tiếng Anh : Statictical Physics

5 Trình độ: Dành cho sinh viên năm thứ 3 khoa Vật lý, Đại học Đalat

6 Phân bố thời gian: 40 tiết lý thuyết + 5 tiết bài tập

7 Điều kiện tiên quyết: toán cao cấp, xác suất thống kê, phương trình vi

phân, vật lý đại cương, cơ lý thuyết, cơ học lượng tử

8 Mô tả vắn tắt nội dung: các nguyên lý cơ bản của vật lý thống kê, các

đại lượng nhiệt động, phân bố chính tắc và phân bố chính tắc suy rộng, phân bố bse-Enstein và Fecmi-Dirac, thăng giáng, cân bằng pha và chuyển pha

9 Nhiệm vụ của sinh viên: dự lớp, làm bài tập, kiểm tra, thảo luận

10 Tài liệu học tập

Đề cương chi tiết,

Tài liệu tham khảo

1 Vũ Thanh Khiết, Vật lý thống kê, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội,

1997

2 Nguyễn Nhật Khanh, Vật lý thống kê, ĐH Tổng hợp tp HCM, 1995

3 Bùi Bằng Đoan, Vật lý thống kê, ĐH Tổng hợp Hà Nội, 1980

4 F Reif, Vật lý thống kê, NXB Đại học và THCN, Hà Nội, 1982

5 L D Lanđau, Vật lý thống kê, NXB KH và Kỹ thuật, Hà Nội, 1973

6 A X Companhetx, Giáo trình vật lý lý thuyết, Tập 2, NXB ĐH và

THCN, Hà Nội, 1981

7 Nguyễn Hữu Mình (chủ biên), Bài tập vật lý lý thuyết, Tập 2, NXB

ĐHQG Hà Nội, 1998

8 V A Fock, Cơ sở của cơ học lượng tử, NXB Hayka, Mockva, 1982

11 Tiêu chuẩn đánh giá sinh viên

Hệ số điểm bài tập, thảo luận : 0,3 ; hệ số điểm thi kết thúc học phần: 0,7

12 Thang điểm: 10/10

13 Mục tiêu:

Vật lý thống kê khảo sát từ thế giới vi mô đến thế giới vĩ mô, giúp sinh viên hiểu rõ những hiện tượng Vật lý bằng những quan niệm về cấu tạo nguyên tử hay phân tử của vật chất Kết hợp với những quy luật căn bản của động lực học và của lý thuyết xác suất, vật lý thống kê đóng một vai trò quan trọng trong các ngành học như vật lý hạt nhân, vật lý chất rắn, hóa học, sinh học

14 Nội dung chi tiết

MỞ ĐẦU NHỮNG KHÁI NIỆM CĂN BẢN VỀ XÁC SUẤT CÁC ĐẠI

LƯỢNG NGẪU NHIÊN VÀ PHÂN PHỐI XÁC SUẤT

CHƯƠNG I NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CUA VẬT LÝ THỐNG KÊ I.1 Mô tả cơ học hệ nhiều hạt

I.2 Không gian pha Nguyên lý thống kê

I.3 Giả thiết Ergodich

I.4 Định lý Liouville, vai trò của năng lượng

I.5 Phân bố vi chính tắc

I.6 Trạng thái cân bằng nhiệt động

I.7 Trọng số thống kê

I.8 Entropi thống kê

Bài tập

CHƯƠNG II CÁC ĐẠI LƯỢNG NHIỆT ĐỘNG II.1 Cân bằng nhiệt: nhiệt độ

II.2 Cân bằng cơ: áp suất

II.3 Cân bằng nồng độ: thế hóa

II.4 Năng lượng , công và nhiệt

II.5 Hàm nhiệt

II.6 Năng lượng tự do Helmholtz

II.7 Năng lượng tự do Gibbs

II.8 Các hệ thức Maxwell

Bài tập

CHƯƠNG III PHÂN BỐ CHÍNH TẮC GIBBS

III.1 Nguyên lý đẳng xác suất

III.2 Phân bố chính tắc Gibbs

III.2.1 Phân bố III.2.2 Ý nghĩa

III.3 Năng lượng tự do, phương trình Gibbs-Helmholtz

III.3.1 Phương trình Gibbs-Helmholtz III.3.2 Biểu thức liên hệ

III.4 Áp dụng vào khí lý tưởng

III.5 Điều kiện áp dụng phép gần đúng cổ điển

III.6 Phân bố Maxwell – Boltzmann

III.7 Phân bố đều năng lượng theo các bậc tự do

III.7.1 Định lý Virian III.7.2 Thuyết nhiệt dung cổ điển

III.7.3 Định luật Dulong-Petit

Bài tập

CHƯƠNG IV

PHÂN BỐ FERMI-DIRAC VÀ PHÂN BỐ BOSE-EINSTEIN

IV.1 Cơ học lượng tử và thống kê

IV.2 Phân bố Gibbs suy rộng

IV.3 Ma trận mật độ

IV.4 Lý thuyết lượng tử về nhiệt dung chất rắn

IV.4.1 Lý thuyết Einstein

IV.4.2 Lý thuyết Debye

IV.5 Phân bố Fermi-Dirac và phân bố Bose-Einstein

IV.6 Áp dụng phân bố Fermi-Dirac đối với khí electron trong kim loại

IV.6.1 Khí điện tử tự do trong kim loại

IV.6.2 Khí điện tử suy biến hoàn toàn

IV.6.3 Khí điện tử suy biến ở nhiệt độ thấp

IV.7 Áp dụng thống kê Bose-Einstein đối với khí photon

IV.7.1 Công thức Planck

IV.7.2 Công thức Stefan-Bolzmann

IV.7.3 Công thức Raileigh-Jean

IV.7.4 Công thức Wien

IV.7.5 Khảo sát chi tiết

IV.8 Hiện tượng ngưng tụ Bose-Eisntein

Bài tập

CHƯƠNG V THĂNG GIÁNG V.1 Định nghĩa

V.2 Thăng giáng toàn phương các đại lượng cộng tính

V.3 Thăng giáng năng lượng trong hệ chính tắc

V.4 Thăng giáng năng lượng trong hệ chính tắc suy rộng

Bài tập

CHƯƠNG VI CÂN BẰNG PHA VÀ CHUYỂN PHA VI.1 Các đặc điểm của trạng thái cân bằng nhiệt động

VI.1.1 Hệ đồng nhất

VI.1.2 Hệ không đồng nhất

VI.1 3 Áp dụng

VI.2 Cân bằng nhiệt động giữa các pha

VI.2.1 Điều kiện

VI.2.2 Quy tắc Gibbs

VI.2.3 Áp dụng

VI.3 Phân loại chuyển pha theo Erenfest

VI.3.1 Chuyển pha loại 1

VI.3.1 Chuyển pha loại 2

VI.4 Chuyển pha lọai một, phương trình Clapeyron-Clausius

VI.4.1 Phương trình

VI.4.2 Áp dụng

VI.5 Chuyển pha loại hai Chuyển pha siêu dẫn

Bài tập

PHỤ LỤC TOÁN HỌC

Đà lạt, ngày 24 tháng 12 năm 2007