Theoretical Physics IV (Quantumphysics and statistical physics: advanced concepts)
G. Morigi mit R. Menu, A. Konovalov, R. Kraus, T. Schmit
Vorlesung
- Mittwoch 12:30 - 14:00 Uhr, Gebäude E2 6, Seminarraum E04
- Donnerstag 10:15 - 11:45 Uhr, Gebäude E2 6, Seminarraum E04
Vorlesungsbeginn: Mittwoch, 20.10.2021, 12.30 Uhr, Gebäude E2 6, Seminarraum E04
ACHTUNG: Am Donnerstag, den 10.03. veranstaltet unsere Arbeitsgruppe von 15 - 17 Uhr in Raum E.04 im Gebäude E2.6 einen Tag der offenen Tür. Interessierte Studierende können einen Einblick in die verschiedenen Forschungsthemen der Arbeitsgruppe erhalten und sich über potentielle Bachelor- und Masterarbeitsprojekte informieren.
Übungen
Gruppe 1: Mo 14:00-16:00, 4.18 (Geb. E 2 6), Übungsleiter: Aleksei Konovalov
Gruppe 2: Fr 14:00-16:00, 4.18 (Geb. E 2 6), Übungsleiterin: Rebecca Kraus
Klausuren
Erste Klausur: Di 01.03.2022, 14:00-17:00, Raum 0.10 (Gr. HS-Physik), Gebäude C6.4
Zweite Klausur: Mi 30.03.2022, 09:00-12:00, Raum 0.10 (Gr. HS-Physik), Gebäude C6.4
Übungsblätter
Deutsch:
- Übungsblatt 1
- Übungsblatt 2
- Übungsblatt 3
- Übungsblatt 4 (es wurde ein Fehler in Gleichung 2 korrigiert)
- Übungsblatt 5
- Übungsblatt 6
- Übungsblatt 7
- Übungsblatt 8
- Übungsblatt 9 (es wurde ein Fehler in Gleichung 2 korrigiert)
- Übungsblatt 10
- Übungsblatt 11
- Übungsblatt 12
- Übungsblatt 13
English:
- Exercise sheet 1
- Exercise sheet 2
- Exercise sheet 3
- Exercise sheet 4 (there was a correction in equation 2)
- Exercise sheet 5
- Exercise sheet 6
- Exercise sheet 7
- Exercise sheet 8
- Exercise sheet 9 (there was a correction in equation 2)
- Exercise sheet 10
- Exercise sheet 11
- Exercise sheet 12
- Exercise sheet 13
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).