פרופ' יצחק רבין - פיזיקה סטטיסטית 2 86-216

 

א. מטרות הקורס:

הוראת המכניקה הסטטיסטית

 

ב. תוכן הקורס ותכנית מפורטת:

פתוח האנרגיה החופשית של מערכת פתוחה מתוך הצבר המיקרו-קנוני הכולל את אמבט החום. שווי משקל תרמי כמינימום של אנרגיה חפשית. יציבות של מערכות הומוגניות ועקרון לה-שאטלייה. שווי משקל בין פאזות תמודינמיות. משוואת קלאוזיוס-קלפיירון. דיאגרמות פאזות  וניתוח תרמודינמי של מעברי פאזה. מערכות מרובות מרכיבים ופוטנציאלים כימיים. שווי משקל בתגובות כימיות- חוק mass action וקבועי שווי-משקל. ספיחה של מולקולות על משטחים. לחץ אוסמוטי. גז אידיאלי קוונטי: בוזונים  (סטיסטיקת בוזה-אינשטיין) ופרמיונים (סטטיסטיקת פרמי-דירק). פונקציות החלוקה של גז אידיאלי קוונטי של בוזונים ופרמיונים. הגבול הקלאסי בטמפרטורות גהוהות וצפיפויות נמוכות. ספקטרום האנרגיה וצפיפות המצבים של גז אידיאלי קוונטי בקופסה. קרינת גוף שחור: התפלגות פלאנק, ספקטרום הקרינה ולחץ הקרינה. אלקטרונים במתכות כגז אידיאלי של פרמיונים: צפיפות המצבים ורמת פרמי. קונדנסציית בוזה-אינשטיין. מערכות של חלקיקים עם אינטרקציה: הספקטרום הפונוני של תנודות במוצקים. מודל Debye של חום סגולי של מוצקים. פארומגנטיות ומודל  Ising –פתרון מקורב בשיטת השדה הממוצע ופתרון מדוייק במימד אחד. תורת לנדאו של מעברי פאזה. פרמטר הסדר ואקספוננטים קריטיים. מעברים מסדר ראשון: מעבר  Isotropic-nematic בגבישים נוזליים. תהליכים בלתי הפיכים ופלוקטואציות. משוואות קצב ותנאי .Detailed balance תהודה מגנטית גרעינית ולייזרים. דיפוזיה וחוקי Fick. תהליכים אקראיים ומשוואות Langevin. מענה ליניארי ומשפטי פלוקטואציה-דיסיפציה.

 

מהלך השיעורים: דיבור, כתיבה על לוח, דיאלוג עם תלמידים.

 

 

ג. חובות הקורס:

 

     דרישות קדם: תרמודינמיקה ומכניקה סטטיסטית I.

 

 חובות / דרישות / מטלות: הגשת תרגילים שבועית.

 

 מרכיבי הציון הסופי (ציון מספרי / ציון עובר): תרגיל (30%), בחינה סופית (70%).

 

 

ד. ביבליוגרפיה: רשות

    

     ספרי הלימוד (textbooks) וספרי עזר נוספים:

Reif: Fundamentals of Statistical and Thermal Physics 
Landau and Lifshitz: Statistical Physics 
Callen: Thermodynamics 
Huang: Statistical Mechanics

 

 חומר מחייב למבחנים: כל חומר הקורס