POLECAMY
Koszyk
Podstawy fizyki statystycznej
Autor:
Redakcja:
Wydawca:
Format:
ibuk
Podręcznik zawiera podstawowe wiadomości z fizyki statystycznej wyłożone w bardzo przystępny sposób. W kolejnych rozdziałach opisano:
- zagadnienia związane z termodynamiką,
- kinetyczną teorię gazów doskonałych,
- gaz Fermiego i gaz Bosego,
- rozkład kanoniczny i wielki rozkład kanoniczny,
- procesy stochastyczne,
- zjawiska transportu,
- kondensację Bosego-Einsteina,
- nadciekłość i szum.
Książka powstała jako zapis wykładu z fizyki statystycznej, prowadzonego przez Autora, dzięki czemu jej konstrukcja ma bardzo dużą wartość dydaktyczną. Każdy rozdział zawiera zwartą, ale dokładną prezentację danego zagadnienia, a na końcu zadania i problemy do rozwiązania pozwalające na ugruntowanie zdobytej wiedzy i pełne jej zrozumienie. W podręczniku zamieszczono również dodatek matematyczny, w którym podane są zagadnienia matematyczne, leżące u podstaw prowadzonych w książce dowodów oraz wykaz literatury.
Podręcznik przeznaczony jest dla studentów wydziałów fizyki, astronomii, inżynierii materiałowej, chemii, a także wykładowców i pracowników naukowych.
| Rok wydania | 2020 |
|---|---|
| Liczba stron | 260 |
| Kategoria | Mechanika |
| Wydawca | Wydawnictwo Naukowe PWN |
| Tłumaczenie | Magdalena Załuska-Kotur |
| ISBN-13 | 978-83-01-14612-2 |
| Numer wydania | 1 |
| Język publikacji | polski |
| Informacja o sprzedawcy | ePWN sp. z o.o. |
Ciekawe propozycje
Spis treści
| Przedmowa XI | |
| 1. Obraz makroskopowy | 1 |
| 1.1. Termodynamika | 1 |
| 1.2. Parametry termodynamiczne | 2 |
| 1.3. Granica termodynamiczna | 3 |
| 1.4. Procesy termodynamiczne | 4 |
| 1.5. Klasyczny gaz doskonały | 7 |
| 1.6. Pierwsza zasada termodynamiki | 8 |
| 1.7. Układy magnetyczne | 8 |
| Zadania | 10 |
| 2. Ciepło i entropia | 13 |
| 2.1. Równania dla ciepła | 13 |
| 2.2. Gaz doskonały | 14 |
| 2.3. Cykl Carnota | 16 |
| 2.4. Druga zasada termodynamiki | 18 |
| 2.5. Temperatura bezwzględna | 18 |
| 2.6. Temperatura jako czynnik całkujący | 20 |
| 2.7. Entropia | 22 |
| 2.8. Entropia gazu doskonałego | 23 |
| 2.9. Ograniczenia termodynamiki | 25 |
| Zadania | 25 |
| 3. Zastosowania termodynamiki | 29 |
| 3.1. Równanie dla energii | 29 |
| 3.2. Niektóre mierzalne współczynniki termodynamiczne | 30 |
| 3.3. Entropia a straty energii | 31 |
| 3.4. Temperatura w funkcji entropii | 33 |
| 3.5. Warunki równowagi | 34 |
| 3.6. Energia swobodna Helmholtza | 35 |
| 3.7. Potencjał Gibbsa | 36 |
| 3.8. Równania Maxwella | 36 |
| 3.9. Potencjał chemiczny | 37 |
| Zadania | 37 |
| 4. Przejścia fazowe | 42 |
| 4.1. Przejścia fazowe pierwszego rodzaju | 42 |
| 4.2. Warunki współistnienia faz | 44 |
| 4.3. Równanie Clapeyrona | 45 |
| 4.4. Równanie stanu van der Waalsa | 46 |
| 4.5. Rozwinięcie wirialne | 47 |
| 4.6. Punkt krytyczny | 48 |
| 4.7. Konstrukcja Maxwella | 49 |
| 4.8. Skalowanie | 50 |
| Zadania | 52 |
| 5. Podejście statystyczne | 55 |
| 5.1. Obraz atomowy | 55 |
| 5.2. Przestrzeń fazowa | 57 |
| 5.3. Funkcja rozkładu | 58 |
| 5.4. Hipoteza ergodyczna | 59 |
| 5.5. Zespół statystyczny | 60 |
| 5.6. Zespół mikrokanoniczny | 60 |
| 5.7. Rozkład najbardziej prawdopodobny | 62 |
| 5.8. Mnożniki Lagrange’a | 63 |
| Zadania | 64 |
| 6. Rozkład Maxwella–Boltzmanna | 67 |
| 6.1. Wyznaczanie parametrów | 67 |
| 6.2. Ciśnienie gazu doskonałego | 68 |
| 6.3. Ekwipartycja energii | 69 |
| 6.4. Rozkład prędkości | 70 |
| 6.5. Entropia | 72 |
| 6.6. Wyprowadzenie termodynamiki | 73 |
| 6.7. Fluktuacje | 73 |
| 6.8. Czynnik Boltzmanna | 75 |
| 6.9. Strzałka czasu | 75 |
| Zadania | 77 |
| 7. Zjawiska transportu | 81 |
| 7.1. Granica bezzderzeniowa i hydrodynamiczna | 81 |
| 7.2. Demon Maxwella | 83 |
| 7.3. Hydrodynamika nielepka | 83 |
| 7.4. Fala dźwiękowa | 85 |
| 7.5. Dyfuzja | 86 |
| 7.6. Przewodnictwo cieplne | 87 |
| 7.7. Lepkość | 88 |
| 7.8. Równanie Naviera–Stokesa | 89 |
| Zadania | 90 |
| 8. Statystyki kwantowe | 93 |
| 8.1. Termiczna długość fali | 93 |
| 8.2. Cząstki nierozróżnialne | 95 |
| 8.3. Liczby obsadzeń | 96 |
| 8.4. Spin | 97 |
| 8.5. Zespół mikrokanoniczny | 98 |
| 8.6. Statystyka Fermiego | 99 |
| 8.7. Statystyka Bosego | 100 |
| 8.8. Wyznaczanie parametrów | 101 |
| 8.9. Ciśnienie | 102 |
| 8.10. Entropia | 103 |
| 8.11. Energia swobodna | 104 |
| 8.12. Równanie stanu | 104 |
| 8.13. Granica klasyczna | 105 |
| Zadania | 106 |
| 9. Gaz Fermiego 109 | |
| 9.1. Energia Fermiego | 109 |
| 9.2. Stan podstawowy | 110 |
| 9.3. Temperatura Fermiego | 111 |
| 9.4. Własności niskotemperaturowe | 112 |
| 9.5. Cząstki i dziury | 114 |
| 9.6. Elektrony w ciałach stałych | 115 |
| 9.7. Półprzewodniki | 116 |
| Zadania | 118 |
| 10. Gaz Bosego | 120 |
| 10.1. Fotony | 120 |
| 10.2. Wzmocnienie bozonowe | 122 |
| 10.3. Fonony | 124 |
| 10.4. Ciepło właściwe Debye’a | 126 |
| 10.5. Elektronowe ciepło właściwe | 127 |
| 10.6. Zachowanie liczby cząstek | 128 |
| Zadania | 129 |
| 11. Kondensacja Bosego–Einsteina 132 | |
| 11.1. Makroskopowe obsadzenia | 132 |
| 11.2. Kondensat | 134 |
| 11.3. Równanie stanu | 135 |
| 11.4. Ciepło właściwe | 136 |
| 11.5. Powstawanie kondensatu | 137 |
| 11.6. Ciekły hel | 139 |
| Zadania | 140 |
| 12. Zespół kanoniczny | 143 |
| 12.1. Zespół mikrokanoniczny | 143 |
| 12.2. Klasyczny zespół kanoniczny | 143 |
| 12.3. Suma statystyczna | 146 |
| 12.4. Związki z termodynamika˛ | 146 |
| 12.5. Fluktuacje energii | 147 |
| 12.6. Minimalizacja energii swobodnej | 147 |
| 12.7. Klasyczny gaz doskonały | 149 |
| 12.8. Zespół kwantowy | 150 |
| 12.9. Kwantowa suma statystyczna | 151 |
| 12.10. Wybór reprezentacji | 152 |
| Zadania | 152 |
| 13. Wielki zespół kanoniczny | 157 |
| 13.1. Rezerwuar cząstek | 157 |
| 13.2. Wielka suma statystyczna | 158 |
| 13.3. Fluktuacje liczby cząstek | 158 |
| 13.4. Związki z termodynamika˛ | 159 |
| 13.5. Fluktuacje krytyczne | 160 |
| 13.6. Gazy kwantowe w wielkim zespole kanonicznym | 161 |
| 13.7. Fluktuacje liczb obsadzeń | 163 |
| 13.8. Fluktuacje fotonów | 163 |
| 13.9. Kreacja par | 165 |
| Zadania | 166 |
| 14. Parametr porządku | 170 |
| 14.1. Złamana symetria | 170 |
| 14.2. Model spinu Isinga | 172 |
| 14.3. Teoria Ginzburga–Landaua | 175 |
| 14.4. Teoria pola średniego | 177 |
| 14.5. Wykładniki krytyczne | 178 |
| 14.6. Twierdzenie fluktuacyjno-dyssypacyjne | 180 |
| 14.7. Długość korelacji | 180 |
| 14.8. Uniwersalność | 182 |
| Zadania | 182 |
| 15. Nadciekłość | 185 |
| 15.1. Funkcja falowa kondensatu | 185 |
| 15.2. Teoria pola średniego | 186 |
| 15.3. Równanie Grossa–Pitajewskiego | 188 |
| 15.4. Koherencja fazy kwantowej | 189 |
| 15.5. Przepływ nadciekły | 191 |
| 15.6. Nadprzewodnictwo | 192 |
| 15.7. Efekt Meissnera | 193 |
| 15.8. Kwanty strumienia indukcji magnetycznej | 193 |
| 15.9. Złącze Josephsona | 195 |
| 15.9.1. Efekt Josephsona dla prądu stałego | 196 |
| 15.9.2. Efekt Josephsona dla prądu zmiennego | 197 |
| 15.10. SQUID | 198 |
| Zadania | 200 |
| 16. Szum | 203 |
| 16.1. Fluktuacje termiczne | 203 |
| 16.2. Szum Nyquista | 204 |
| 16.3. Ruchy Browna | 206 |
| 16.4. Teoria Einsteina | 207 |
| 16.5. Dyfuzja | 209 |
| 16.6. Związek Einsteina | 211 |
| 16.7. Świat molekularny | 212 |
| 16.8. Fluktuacje i dyssypacja | 213 |
| Zadania | 214 |
| 17. Procesy stochastyczne | 216 |
| 17.1. Przypadkowość i prawdopodobieństwo | 216 |
| 17.2. Rozkład dwumianowy | 217 |
| 17.3. Rozkład Poissona | 219 |
| 17.4. Rozkład Gaussa | 220 |
| 17.5. Centralne twierdzenie graniczne | 221 |
| 17.6. Szum śrutowy | 222 |
| Zadania | 225 |
| 18. Analiza szeregów czasowych 227 | |
| 18.1. Zespół trajektorii | 227 |
| 18.2. Widmo mocy i funkcja korelacji | 228 |
| 18.3. Sygnał i szum | 231 |
| 18.4. Prawdopodobieństwa przejścia | 232 |
| 18.5. Procesy Markowa | 233 |
| 18.6. Równanie Fokkera–Plancka | 234 |
| 18.7. Równanie Langevina | 236 |
| 18.8. Powrót do ruchów Browna | 237 |
| 18.9. Metoda Monte Carlo | 239 |
| 18.10. Symulacja modelu Isinga | 241 |
| Zadania | 244 |
| Dodatek. Uzupełnienia matematyczne | 247 |
| D.1. Przybliżenie Stirlinga | 247 |
| D.2. Funkcja delta | 247 |
| D.3. Różniczka zupełna | 248 |
| D.4. Pochodne cząstkowe | 249 |
| D.5. Reguła łańcuchowa | 249 |
| D.6. Mnożniki Lagrange’a | 249 |
| D.7. Sumowanie stanów kwantowych | 250 |
| D.8. Funkcje Fermiego | 251 |
| Literatura | 254 |
| Literatura w języku polskim | 255 |
| Skorowidz | 256 |
| Stałe fizyczne i zamiana jednostek | 260 |
Wypożyczaj w abonamencie!
Już od 2,66 zł za ebooka
