Chương trình học phần Vật lý thống kê - Khoa vật lý Đại học Đà Lạt
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA VẬT LÝ Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ______________ _____________________ CHƯƠNG TRÌNH TRÌNH ĐỘ ĐẠI HỌC Ngành : VẬT LÝ CHƯƠNG TRÌNH CHI TIẾT HỌC PHẦN 1. Tên học phần: Vật lý thống kê 2. Mã số: VL2104 3. Số tín chỉ: 3 Học phần bắt buộc 4. Tên học phần bằng tiếng Anh : Statictical Physics 5. Trình độ: Dành cho sinh viên năm thứ 3 khoa Vật lý, Đại học Đalat. 6. Phân bố thời gian: 40 tiết lý thuyết + 5 tiết bài tập 7. Điều kiện tiên quyết: toán cao cấp, xác suất thống kê, phương trình vi phân, vật lý đại cương, cơ lý thuyết, cơ học lượng tử 8. Mô tả vắn tắt nội dung: các nguyên lý cơ bản của vật lý thống kê, các đại lượng nhiệt động, phân bố chính tắc và phân bố chính tắc suy rộng, phân bố bse-Enstein và Fecmi-Dirac, thăng giáng, cân bằng pha và chuyển pha 9. Nhiệm vụ của sinh viên: dự lớp, làm bài tập, kiểm tra, thảo luận 10. Tài liệu học tập Đề cương chi tiết, Tài liệu tham khảo 1. Vũ Thanh Khiết , Vật lý thống kê, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, 1997. 2. Nguyễn Nhật Khanh, Vật lý thống kê, ĐH Tổng hợp tp. HCM, 1995. 3. Bùi Bằng Đoan, Vật lý thống kê, ĐH Tổng hợp Hà Nội, 1980. 4. F. Reif, Vật lý thống kê, NXB Đại học và THCN, Hà Nội, 1982. 5. L. D. Lanđau, Vật lý thống kê, NXB KH và Kỹ thuật, Hà Nội, 1973. 6. A. X. Companhetx, Giáo trình vật lý lý thuyết, Tập 2, NXB ĐH và THCN, Hà Nội, 1981. 7. Nguyễn Hữu Mình (chủ biên), Bài tập vật lý lý thuyết, Tập 2, NXB ĐHQG Hà Nội, 1998. 8. V. A. Fock, Cơ sở của cơ học lượng tử, NXB Hayka, Mockva, 1982. 11. Tiêu chuẩn đánh giá sinh viên Hệ số điểm bài tập, thảo luận : 0,3 ; hệ số điểm thi kết thúc học phần: 0,7 12. Thang điểm: 10/10 13. M ục tiêu: Vật lý thống kê khảo sát từ thế giới vi mô đến thế giới vĩ mô, giúp sinh viên hiểu rõ những hiện tượng Vật lý bằng những quan niệm về cấu tạo nguyên tử hay phân tử của vật chất. Kết hợp với những quy luật căn bản của động lực học và của lý thuyết xác suất, vật lý thống kê đóng một vai trò quan trọng trong các ngành học như vật lý hạt nhân, vật lý chất rắn, hóa học, sinh học . 14. Nội dung chi tiết MỞ ĐẦU NHỮNG KHÁI NIỆM CĂN BẢN VỀ XÁC SUẤT. CÁC ĐẠI LƯỢNG NGẪU NHIÊN VÀ PHÂN PHỐI XÁC SUẤT CHƯƠNG I NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CUA VẬT LÝ THỐNG KÊ I.1. Mô tả cơ học hệ nhiều hạt I.2. Không gian pha. Nguyên lý thống kê I.3. Giả thiết Ergodich I.4. Định lý Liouville, vai trò của năng lượng I.5. Phân bố vi chính tắc I.6. Tr ạng thái cân bằng nhiệt động I.7. Trọng số thống kê I.8. Entropi thống kê Bài tập CHƯƠNG II CÁC ĐẠI LƯỢNG NHIỆT ĐỘNG II.1. Cân bằng nhiệt: nhiệt độ II.2. Cân bằng cơ: áp suất II.3. Cân bằng nồng độ: thế hóa II.4. Năng lượng , công và nhiệt II.5. Hàm nhiệt II.6. Năng lượng tự do Helmholtz II.7. Năng lượng tự do Gibbs II.8. Các hệ thức Maxwell Bài tập CHƯƠNG III PHÂN BỐ CHÍNH TẮC GIBBS III.1. Nguyên lý đẳng xác suất III.2. Phân bố chính tắc Gibbs III.2.1. Phân bố III.2.2. Ý nghĩa III.3. Năng lượng t ự do, phương trình Gibbs-Helmholtz III.3.1. Phương trình Gibbs-Helmholtz III.3.2. Biểu thức liên hệ III.4. Áp dụng vào khí lý tưởng III.5. Điều kiện áp dụng phép gần đúng cổ điển III.6. Phân bố Maxwell – Boltzmann III.7. Phân bố đều năng lượng theo các bậc tự do III.7.1. Định lý Virian III.7.2. Thuyết nhiệt dung cổ điển III.7.3. Định luật Dulong-Petit Bài tập CHƯƠNG IV PHÂN BỐ FERMI-DIRAC VÀ PHÂN BỐ BOSE-EINSTEIN IV.1. Cơ học lượng tử và thống kê IV.2. Phân bố Gibbs suy rộng IV.3. Ma trận mật độ IV.4. Lý thuyết lượng tử về nhiệt dung chất rắn IV.4.1. Lý thuyết Einstein IV.4.2. Lý thuyết Debye IV.5. Phân bố Fermi-Dirac và phân bố Bose-Einstein IV.6. Áp dụng phân bố Fermi-Dirac đối với khí electron trong kim loại IV.6.1. Khí điện tử tự do trong kim loại IV.6.2. Khí điện tử suy biến hoàn toàn IV.6.3. Khí điện tử suy biến ở nhiệt độ thấp IV.7. Áp dụng thống kê Bose-Einstein đối với khí photon IV.7.1. Công thức Planck IV.7.2. Công thức Stefan-Bolzmann IV.7.3. Công thức Raileigh-Jean IV.7.4. Công thức Wien IV.7.5. Khảo sát chi tiết IV.8. Hiện tượng ngưng tụ Bose-Eisntein Bài tập CHƯƠNG V THĂNG GIÁNG V.1. Định nghĩa V.2. Thăng giáng toàn phương các đại lượng cộng tính V.3. Thăng giáng năng lượng trong hệ chính tắc V.4. Thăng giáng năng lượng trong hệ chính tắc suy rộng Bài tập CHƯƠNG VI CÂN BẰNG PHA VÀ CHUYỂN PHA VI.1. Các đặc điểm của trạng thái cân bằng nhiệt động VI.1.1. Hệ đồng nhất VI.1.2. Hệ không đồng nhất VI.1 3. Áp dụng VI.2. Cân bằng nhiệt động giữa các pha VI.2.1. Điều kiện VI.2.2. Quy tắc Gibbs VI.2.3. Áp dụng VI.3. Phân loại chuyển pha theo Erenfest VI.3.1. Chuyển pha loại 1 VI.3.1. Chuyển pha loại 2 VI.4. Chuyển pha lọai một, phương trình Clapeyron-Clausius VI.4.1. Phương trình VI.4.2. Áp dụng VI.5. Chuyể n pha loại hai. Chuyển pha siêu dẫn Bài tập PHỤ LỤC TOÁN HỌC Đà lạt, ngày 24 tháng 12 năm 2007 . _____________________ CHƯƠNG TRÌNH TRÌNH ĐỘ ĐẠI HỌC Ngành : VẬT LÝ CHƯƠNG TRÌNH CHI TIẾT HỌC PHẦN 1. Tên học phần: Vật lý thống kê 2. Mã số:. Khanh, Vật lý thống kê, ĐH Tổng hợp tp. HCM, 1995. 3. Bùi Bằng Đoan, Vật lý thống kê, ĐH Tổng hợp Hà Nội, 1980. 4. F. Reif, Vật lý thống kê, NXB Đại học