Theoretical Physics IV (Quantumphysics and statistical physics: advanced concepts)

G. Morigi mit R. Menu, S. Roy, E. King, F. Folz

Vorlesung

ACHTUNG: Geänderte Räume!

  • Donnerstag 14:15 - 15:45 Uhr, der gr. HS der Physik
  • Freitag 08:30 - 10:00 Uhr, Gebäude A 5 1, HS -1.03

Vorlesungsbeginn: Donnerstag, 27.10.2022, 14.15 Uhr, der gr. HS der Physik

Übungen

ACHTUNG: Bitte schreiben Sie eine E-Mail an marvin.gajewski@physik.uni-saarland.de, um sich bei den Übungsgruppen anzumelden.

Exercise groups

Tutorium:

Montag 14:00 - 16:00, Gebäude E2 6 - E.11

Klausuren

Erste Klausur:  Mi 22.02.2022, 9:00-12:00
Zweite Klausur:  Mi 29.03.2022, 9:00-12:00

Übungsblätter

Deutsch:

English:

Prüfungsleistungen

  • Prüfungsvorleistung: Mindestens 50% der Votierpunkte und Vorrechnen einiger Aufgaben. Zusätzlich: Die schriftliche Ausarbeitung der gekennzeichneten Aufgaben in Gruppen. Wurde die entsprechende Prüfungszulassung bereits früher erworben, entfallen diese Vorleistungen.
  • Bestehen einer der beiden Klausuren (die bessere wird gewertet).

Inhalt der Vorlesung

I. Thermodynamik

  • Erster Hauptsatz der Thermodynamik
  • Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik
  • Entropie
  • Thermodynamische Potentiale
  • Nernstsches Theorem (dritter Hauptsatz)

II. Kinetische Theorie und klassische statistische Mechanik

  • Einleitung und Voraussetzungen
  • Die Verteilungsfunktion
  • Gibbssches Ensemble
  • Der Liouvillesche Satz
  • Zeitmittel, Ensemblemittel und Ergodenhypothese
  • Boltzmannsche Transportgleichung
  • Stationäre Lösung der Boltzmann-Gleichung
  • BBGKY-Hirarchie
  • Mikrokanonische Gesamtheit
  • Kanonische Gesamtheit
  • Großkanonische Gesamtheit

III. Quantenstatistik

  • Der Formalismus der Quantentheorie
  • Zeitmittel und Ensemblemittel
  • Der Dichteoperator
  • Gesamtheiten in der Quantenmechanik
  • Ideale Quantengase
  • Übergang von der Quantenstatistik zur klassischen Statistik

Literatur

  • Enrico Fermi, Thermodynamics (Dover, 1956).
  • Kerson Huang, Statistical Mechanics (John Wiley & Sons, 1988).
  • Franz Schwabl, Statistische Mechanik (Springer, 2006).
  • Walter Greiner, Ludwig Neise und Horst Stöcker, Thermodynamik und statistische Mechanik (Harri Deutsch, 1993).

Und für die geneigten Leserinnen und Leser:

  • Wolfgang Pauli, The Connection between Spin and Statistics, Phys. Rev. 58, 716 (1940).