Modultitel:

Statistische Mechanik

Kürzel:

Erg.PhysStatMe

 Pflichtmodul
 Wahlpflichtmodul

 

 

Leistungspunkte:

9 LP

Bereich:

Ergänzung, Fach Physik

Verantwortlicher Hochschullehrer:

Prof. Dr. Andreas Klümper

Lernziele/Kompetenzen

Die theoretischen Grundlagen und Methoden der Statistischen Mechanik, der Thermodynamik und der Vielteilchensysteme. Die Lehreinheit ist wissenschaftsorientiert und soll ein breites Verständnis der theoretischen Physik und ihrer zu Grunde liegenden Prinzipien vermitteln.

Lehrveranstaltung

Titel LV:

Statistische Mechanik

 Pflichtbereich
 Wahlpflichtbereich

Studiensemester:

Wintereinstieg:     1 

Sommereinstieg:  2 

Workload:

Kontaktstunden:

90

Selbststudium:

180

Gesamt:

270

SWS:

4 V,  2 Ü

Gruppengröße

Vorlesung:

40

Gruppengröße

Übung:

40

Häufigkeit:

jährlich

Angebotssemester:

Wintersemester

Dauer:

1 Semester

Sprache:

Deutsch

Lehrinhalte:

-          Grundlagen der Statistischen Physik: Grundbegriffe der Dynamik und Statistik, Statistische Gesamtheiten, Das thermische Gleichgewicht, Mikrokanonische Gesamtheit, Die kanonische Gesamtheit, Großka-nonische Gesamtheit, Thermodynamische Potentiale, Die Entropie.

–         Thermodynamik des Gleichgewichts: Abriss der klassischen Thermodynamik, Thermodynamische
Größen, Thermodynamische Relationen, Irreversible Prozesse, Tieftemperaturverhalten: Nernst'sches Theorem (3. Hauptsatz), Phasengleichgewichte, Mehrkomponentige Systeme, Lösungen

–         Gleichgewichtseigenschaften makroskopischer Systeme: Die klassische Näherung, Die idealen Gase, Thermodynamik eines Gases aus mehratomigen Molekülen, Photonen-Gas als ideales Bose-Gas, Allgemeines ideales Bosegas, Ideales Fermionen-Gas bei tiefen Temperaturen, Verdünnte Systeme, Virialentwicklung, Magnetische Erscheinungen

–         Phasenübergänge und kritische Systeme: Van-der-Waals-Modell für Phasenübergänge, Ising-Modell in Mole-kularfeld-Näherung, Bogoliubov'sches Variationsprinzip, Eindimensionale klassische Systeme und Transfermatrix-Zugang, Monte-Carlo-Verfahren, Elementares zur Renormierungsgruppe (RG), Das Ginzburg-Landau-Modell

–         Vermischtes: Chemische Reaktionen, Osmotischer Druck, Rotationsfreiheitsgrade von Molekülen identischer Atome, Globale Konvexität der thermodynamischen Potentiale

Lehrformen:

Vorlesung und Übungen

Prüfungsformen:

Klausur

Lehrende:

alle Dozenten der Theoretischen Physik

Anzahl LP:

9

Voraussetzungen für die Teilnahme:

Quantenmechanik (aus Bachelor)

Verwendbarkeit über diesen Studiengang hinaus:

Bachelor Physik, Lehramt S II

Erwerb der LP in der Lehrveranstaltung:

 bestandene Klausur