Modalità d'esame
Prova scritta e orale.
Note modalità di esame
Prova scritta a gennaio/febbraio seguita da esame orale.
Prerequisiti
Corso di Fisica Statistica per gli studenti del terzo anno del corso di Fisica. Prerequisiti:
Meccanica analitica
Formulazione lagrangiana e hamiltoniana della meccanica, principi di minima azione, coordinate generalizzate e conservazione delle quantità fisiche.
Elettrodinamica classica
Principi fondamentali dei campi elettrici e magnetici, equazioni di Maxwell, potenziali elettromagnetici, e concetti di gauge.
Nozioni di base di termodinamica
Calore e lavoro, macchine termiche, principi della termodinamica
Programma insegnamento
- Principi della termodinamica, potenziali termodinamici e relazioni di Maxwell
- Teoria cinetica dei gas, equazione di Liouville, ipotesi del caos molecolare, equazione di Boltzmann e distribuzione di Maxwell-Boltzmann
- Teorema H di Boltzmann, freccia del tempo, cenni di teoria dell'informazione, entropia di Shannon, introduzione dell'ensemble microcanonico
- Ensemble canonico, teorema di equipartizione dell'energia, ensemble grancanonico, equivalenza degli ensemble
- Sistemi interagenti, sviluppo in cumulanti, sviluppo in cluster, sviluppo del viriale, applicazioni ai gas reali
- Equazione di Van der Waals, costruzione di Maxwell, cenni di transizioni di fase del primo ordine
- Teoria statistica del magnetismo, diamagnetismo e paramagnetismo di Langevin, equazione di Curie, modello di Curie-Weiss del ferromagnetismo, modello di Ising 1D
- Complementi: cenni di fisica statistica del non-equilibrio, moto Browniano, equazione di Langevin, uguaglianza di Jarzynski; cenni di termodinamica dell'informazione, paradosso di Maxwell, principio di Landauer
- Fisica statistica quantistica: nozioni elementari, gas di Bose e sue proprietà, gas di Fermi e sue proprietà
- Teoria delle transizioni di fase: parametri d'ordine, teoria di Landau-Ginzburg, fluttuazioni termiche, esponenti critici
Riferimenti bibliografici
Kerson Huang, Statistical Mechanics, seconda edizione
Derek Frank Lawden, Principles of Thermodynamics and Statistical Mechanics
Luca Peliti, Statistical Mechanics in a Nutshell, seconda edizione
Mehran Kardar, Statistical Physics of Particles