Theoretische Physik 4: Statistische Physik (TP-4)10 ECTS
(englische Bezeichnung: Theoretical Physics 4: Statistical Physics)
(Prüfungsordnungsmodul: Theoretische Physik 4: Statistische Physik)

Lehrveranstaltungen:

• • Theoretikum zur Theoretischen Physik 4: Statistik
    (Übung, 3 SWS, Gerd Schröder-Turk, Fr, 13:00 - 16:00, SR 00.732, SR 00.103, SR 01.779, SR 02.729; Fr, 14:00 - 17:00, SR 01.683)
  • Theoretische Physik 4: Statistik
    (Vorlesung, 4 SWS, Gerd Schröder-Turk, Di, Do, 10:00 - 12:00, HD)

Inhalt:

• Hauptsätze der Thermodynamik:

Arbeit und Wärme, reversible und irreversible Prozesse, adiabatische Prozesse, Zusammenhang von Entropieänderung und Wärmezufuhr,

• Thermodynamische Potentiale:

Definitionen, Thermodynamische Zustandsgrößen, Variablentransformationen,

• Kreisprozesse:

Wärmekraftmaschinen, Carnot-Prozess, Wirkungsgrad

• Statistische Ensembles:

mikrokanonisches, kanonisches und großkanonisches Ensemble, Zustandssumme, statistische Definition der freien Energie und der Entropie, Anwendung der kanonischen Verteilung auf Zweiniveausystem und den harmonischen Oszillator

• Bose und Fermi-Statistik:

Bose-Verteilung, Planck-Verteilung für die Wärmestrahlung, Bose-Einstein Verteilung, Bose-Einstein-Kondensation, Fermi-Dirac-Verteilung

• Phasenübergänge und kritisches Verhalten:

diskontinuierliche und kontinuierliche Übergänge, Ising-Modell

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden

• erläutern und erklären die theoretisch-physikalische Beschreibung der Thermodynamik und statistischen Physik und reflektieren vorgestellte Theorien gemäß den detaillierten Themen im Inhaltsverzeichnis

• strukturieren Probleme mathematisch und lösen sie eigenständig
  

Literatur:

Klassische Lehrbücher zur Vorlesung, z.B.:

• L. D.Landau, E. M. Lifschitz (Bd.5), Statistische Physik, Verlag Harri Deutsch

• J. Honerkamp, H. Römer, Klassische Theoretische Physik, Springer

• W. Nolting, Grundkurs, Theoretische Physik 6: Statistische Physik, Springer

Zu speziellen Themen wird weitere Literatur empfohlen

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Physik (1. Staatsprüfung für das Lehramt an Gymnasien)
   (Po-Vers. 2010 | Module Fachwissenschaft Physik | Wahlpflichtbereich | Theoretische Physik 4: Statistische Physik)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Klausur zur Theoretischen Physik 4: Statistik (Prüfungsnummer: 62401)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 120, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

weitere Erläuterungen:
Freiwillige Zwischenprüfung: Die Darstellung (Vorrechnen) von gelösten Hausaufgaben in den Übungsstunden (Theoretikum zur Statistischen Physik) kann zu einem Notenbonus für die Modulnote führen. Die Präsentation einer vollständig, überwiegend richtig gelösten Aufgabe während des Semesters führt zu einer Verbesserung um eine Notenstufe (0.3 oder 0.4 Notenpunkte). Die Präsentation von zwei vollständig, überwiegend richtig gelösten Aufgaben während des Semesters führt zu einer Verbesserung um zwei Notenstufen (0.6 oder 0.7 Notenpunkte).

Erstablegung: WS 2014/2015

1. Prüfer:

Gerd Schröder-Turk