05-11-1211-vl Theoretische Physik IV: Thermodynamik und Statistische Physik

Lehrende: Prof. Dr. rer. nat. Robert Roth

Veranstaltungsart: Vorlesung

Orga-Einheit: FB05 Physik

Anzeige im Stundenplan: Theo 4

Fach:

Anrechenbar für:

Semesterwochenstunden: 4

Unterrichtssprache: Deutsch

Min. | Max. Teilnehmerzahl: - | -

Digitale Lehre:
  
Die Veranstaltung findet in Präsenz statt.
  

Lehrinhalte:

Die Vorlesung behandelt die Thermodynamik und Statistische Physik des thermischen Gleichgewichts. Dabei werden Konzepte aus der Informationstheorie aus Grundlage für die Entwicklung der statistsichen Beschreibung herangezogen. 

Aus dem (vorläufigen) Inhalt: 

• Motivation: Warum statistische Physik?     
  
• Grundzüge der Thermodynamik: Grundbegriffe - Hauptsätze der Thermodynamik - Thermodynamische Potentiale - Gleichgewichtsbedingungen 
  
• Wahrscheinlichkeits- und Informationstheorie: Ereignisse und Wahrscheinlichkeiten - Interpretation von Wahrscheinlichkeiten - Zufallsvariablen und Verteilungen - Information - Shannon'sches Informationsmaß - Jaynes'sches Prinzip     
  
• Übergang zur Statistischen Physik: Vorbemerkungen - Klassische Mechanik - Klassische Statistische Mechanik - Quantenmechanik - Quantenstatistik     
  
• Anknüpfung an die Thermodynamik: Identifikation thermodynamischer Größen - Druck und Volumen - Hauptsätze der Thermodynamik     
  
• Ideale Quantengase: Vielteilchen-Quantenmechanik - Zustandssumme idealer Quantengase - Ideale Fermigase - Ideale Bosegase - Photonengas 
  
• Weiterführende Themen: Virialentwicklung und van der Waals-Gas - Phasenübergänge 
  

Literatur:
 
W. Nolting - Grundkurs theoretische Physik, Band 6 - Springer (2007)  
W. Nolting - Grundkurs theoretische Physik, Band 4 (zu Kapitel 2) - Springer (2010) 
A. Hobson - Concepts in Statistical Mechanics (zu Kapitel 3) - Gordon & Breach (1971)  

T. Fließbach - Statistische Physik : Lehrbuch zur Theoretischen Physik IV - Spektrum (2010) 
F. Schwabl - Statistische Mechanik - Springer (2006)  
R. Balian - From Microphysics to Macrophysics: Methods and Applications of Statistical Physics - Springer (2007) 

Voraussetzungen:
 
Theoretische Physik I und II

Erwartete Teilnehmerzahl:
 
100

Offizielle Kursbeschreibung:

Online-Angebote:
 
https://theorie.ikp.physik.tu-darmstadt.de/tnp/index.php?doc=smech_mat