Statistisk fysikk

Sannsynlighetsfordeling av mikrotilstander i termisk likevekt. Mikrokanonisk, kanonisk og storkanonisk ensemble. Sammenhengen med termodynamikk. Ideell gass, vekselvirkende klassiske gasser. Enkle spinnsystemer. En-dimensjonal Ising-modell i ytre felt. Gittervibrasjoner, fotoner og Plancks strålingslov. Kvante-statistikk. Ikke-relativistiske og relativistiske fermioner og bosoner ved høye og lave temperaturer. Bose-Einstein kondensasjon. Bruk av numeriske pakker for simulering og analyse av utvalgte modeller fra statistisk fysikk.

Kunnskaper:

Emnet gir studentene en innføring i statistisk fysikk, hovedsaklig for systemer i termisk likevekt. Studenten skal forstå kvantemekanisk og klassisk statistisk mekanikk for ideelle system, og kunne vurdere når kvanteeeffekter er viktig for oppførselen. Studenten skal forstå sammenhengen mellom mikrofysikk og termodynamikk.

Ferdigheter:

Studenten skal kunne utføre kvantitative beregninger på ideelle systemer, kunne formulere modeller for mer realistiske systemer i statistisk fysikk, og kunne bruke standard numeriske pakker for simulering og analyse av slike.

Generell kompetanse:

Studenten skal ha bygget grunnlag for videregående fysikkemner, spesielt slike som involverer mangepartikkelfysikk. Studenten skal kunne analysere og debattere problemstillinger om energi, miljø og klima der fundamentale prinsipper fra termodynamikk og statistisk fysikk er relevant.

Forelesninger og obligatoriske øvinger. Forventet arbeidsinnsats i emnet er 225 timer.