Лекции по статистической физике, Садовский М.В., 1999


Лекции по статистической физике, Садовский М.В., 1999.

   Излагаемый ниже материал представляет собой несколько расширенный конспект лекций но односеместровому курсу “Статистическая физика”, читаемых автором па физическом факультете Уральского Государственного Университета, начиная с 1992 года. Курс предназначен для всего потока студентов, специализирующихся по физике, и составляет часть общего курса теоретической физики. В этом смысле он ориентирован не только па студентов-теоретиков, по содержит в себе тот минимум знаний, который необходим, в настоящее время, и физикам-экспериментаторам. Нужно отметить, что особенности программы обучения студентов на физическом факультете УрГУ таковы, что статистической физике отводится весьма незначительное время. Поэтому перед автором стояла задача, дать достаточно компактное изложение материала, которое, тем не менее, содержало бы основные принципы и приложения статистической физики к задачам теории конденсированного состояния. Хотя сам автор придерживается точки зрения, впервые высказанной в фундаментальном курсе Ландау и Лифшица, о необходимости преподавания термодинамики в составе курса статистической физики, здесь эта схема отброшена, опять же в связи с особенностями программы обучения в УрГУ, где читается отдельный курс феноменологической термодинамики.

Лекции по статистической физике, Садовский М.В., 1999


Вырожденный электронный газ.
Важное принципиальное значение имеет изучение свойств ферми-газа при достаточно низких температурах, которые, кстати сказать, практически могут оказаться очень высокими. Имея ввиду наиболее важные применения статистики Ферми, будем говорить ниже об электронном газе, соответственно ниже полагаем g = 2(s = 1/2).

Начнем с рассмотрения ситуации при Т = 0. Это случай так называемого полностью вырожденного ферми-газа. Поскольку в каждом квантовом состоянии может находиться не более одного электрона, то, фактически, они и заполняют все состояния с энергиями от наименьшей (равной нулю) до некоторой наибольшей (называемой энергией Ферми), величина которой просто определяется числом частиц (плотностью) в газе.

Содержание
1 ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ СТАТИСТИКИ
Введение
Функции распределения
Статистическая независимость
Теорема Лиувилля
Роль энергии, микроканоническое распределение
Частичные функции распределения
Матрица плотности
Чистый ансамбль
Смешанный ансамбль
Квантовое уравнение Лиувилля
Микроканоническое распределение в квантовой статистике
Частичные матрицы плотности
Энтропия
Гиббсовская энтропия. Энтропия и вероятность
Закон возрастания энтропии
2 РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ГИББСА
Каноническое распределение Гиббса
Распределение Максвелла
Свободная энергия в распределении Гиббса
Распределение Гиббса с переменным числом частиц
Вывод термодинамических соотношений из распределения Гиббса
3 ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗ
Распределение Больцмана
Распределение Больцмана в классической статистике
Неравновесный идеальный газ
Свободная энергия больцмановского идеального газа
Уравнение состояния идеального газа
Идеальный газ с постоянной теплоемкостью
Закон равнораспределения
Одноатомный идеальный газ
4 НЕИДЕАЛЬНЫЕ ГАЗЫ
Отклонение газов от идеальности
Формула Ван-дер-Ваальса
Термодинамические величины классической плазмы
5 РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ФЕРМИ И БОЗЕ
Распределение Ферми
Распределение Бозе
Неравновесные ферми и бозе газы
Общие свойства ферми- и бозе-газов
Вырожденный электронный газ
Релятивистский вырожденный электронный газ
Теплоемкость вырожденного электронного газа
Магнетизм электронного газа. Слабые поля
Магнетизм электронного газа. Сильные поля
Вырожденный бозе-газ
Статистика фотонов
6 КОНДЕНСИРОВАННЫЕ ТЕЛА
Твердые тела. Низкие температуры
Твердые тела. Высокие температуры
Формула Дебая
Квантовая жидкость. Спектр бозевского типа
Сверхтекучесть
Фононы в (бозе) жидкости
Вырожденный бозе-газ с взаимодействием
Квантовая жидкость. Спектр фермиевского типа
Электронная ферми-жидкость металлов
7 СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ
Куперовская неустойчивость
Сверхтекучий ферми-газ. Энергетический спектр
Сверхтекучий ферми-газ. Термодинамические величины
Учет кулоновского отталкивания
Теория Гинзбурга Ландау
8 ФЛУКТУАЦИИ
Распределение Гаусса
Флуктуации основных физических величин
Флуктуации в идеальном газе
9 ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ И КРИТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
Метод молекулярного поля в теории магнетизма
Квазисредние
Флуктуации параметра порядка
Скейлинг
10 ТЕОРИЯ ЛИНЕЙНОГО ОТКЛИКА
Линейная реакция системы на механическое возмущение
Электропроводность и магнитная восприимчивость
Спектральные представления временных корреляторов и двухвременные
функции Грина
Дисперсионные соотношения Крамерса-Кронига и принцип симметрии Онсагера
11 ОСНОВЫ СОВРЕМЕННОЙ ТЕОРИИ СИСТЕМ МНОГИХ ЧАСТИЦ
Метод квазичастиц и функции Грина
Диаграммный метод в проблеме многих тел
Уравнение Дайсона
Эффективное взаимодействие и диэлектрическая проницаемость
Функции Грина при конечной температуре
А Движение в фазовом пространстве, эргодичность и перемешивание.
Эргодичность
Теорема возврата Пуанкаре
Неустойчивость траекторий и перемешивание
Б Статистическая механика и теория информации.
Связь распределений Гиббса с максимумом информационной энтропии
“Демон” Максвелла и его изгнание
В Кинетические уравнения.
Кинетическое уравнение Больцмана
Н - теорема
Квантовые кинетические уравнения
Электрой - фононное взаимодействие
Электрон - электронное взаимодействие.



Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате и читать:

Скачать книгу Лекции по статистической физике, Садовский М.В., 1999 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать




Скачать - djvu - Яндекс.Диск.
Дата публикации:





Теги: :: :: ::


Следующие учебники и книги:
Предыдущие статьи:


 


 


Книги, учебники, обучение по разделам




Не нашёл? Найди:





2016-12-07 22:59:03