Statistisk fysik

• Formulere termodynamiske ligevægtsbetingelser for isolerede, lukkede og åbne systemer.
• Bestemme antal mikrotilstande svarende til en makrotilstand i en bred vifte af problemstillinger og etablere forbindelse til termodynamikken gennem entropien.
• Argumentere for valg af hensigtsmæssigt statistisk mekanisk ensemble i forbindelse med en given problemstilling og beregne fysiske egenskaber ved hjælp af tilstandssummer.
• Løse problemer med ikke-vekselvirkende fermioner, bosoner og kvasipartikler (som fx fotoner).
• Beskrive vigtige egenskaber af Ising-modellen i 1 og 2 dimensioner.
• Udnytte middelfelts-modeller til at beskrive faseovergange og egenskaber af vekselvirkende systemer.
• Vurdere fluktuationer i fysiske størrelser, specielt i nanostrukturer.
• Diskutere karakteristika af faseovergange og anvende Landau-udviklinger af den fri energi på kontinuerte faseovergange.
• Simulere simple statisk-mekaniske systemer på en computer

Termodynamisk ligevægt og tilstandsvariable. Termodynamiske potentialer. Antal mikrotilstande og entropien. Ensembleteori og middelværdier. Tilstandssummer. Fluktuationer i nanoskala systemer. Det mikrokanoniske, det kanoniske og det storkanoniske ensemble. Spin-½ systemer. Para- og ferromagnetisme. Ising-modeller. Den klassiske ideal gas. Ligefordelingsloven. Kvantestatistik. Maxwell-Boltzmann, Bose-Einstein og Fermi-Dirac fordelinger. Planck-fordelingen, Ultrarelativistiske partikler, fotoner, fononer. Klassiske gasser og væsker: Behandling af vekselvirkende partikler. Faseovergange. Kritiske fænomener.

Forelæsninger, grupperegning, computerøvelser og hjemmeopgaver.