6 ECTS credits
175 u studietijd

Aanbieding 1 met studiegidsnummer 1015267BNR voor alle studenten in het 1e semester met een verdiepend bachelor niveau.

Semester
1e semester
Inschrijving onder examencontract
Niet mogelijk
Beoordelingsvoet
Beoordeling (0 tot 20)
2e zittijd mogelijk
Ja
Inschrijvingsvereisten
Studenten die dit opleidingsonderdeel opnemen, moeten geslaagd zijn voor “Analytical Mechanics” and “Introduction to Quantum Physics”.
Onderwijstaal
Engels
Faculteit
Faculteit Wetenschappen en Bio-ingenieurswetensch.
Verantwoordelijke vakgroep
Fysica
Onderwijsteam
Alberto Mariotti (titularis)
Onderdelen en contacturen
0 contacturen Exam
26 contacturen Lecture
26 contacturen Practical exercises
Inhoud

The purpose of this course is to connect the microscopic description based on fundamental laws to macroscopic phenomena. The framework is the one of statistical mechanics, the correct language to deal with systems with a large number of degrees of freedom, like the O(10^23) molecules contained in your glass of water. We will describe macroscopic phenomena starting from first principles applied to the microscopic description of physical systems. Our investigations will deal with gases, solids and magnets. We will discover how quantum mechanics plays a crucial role in determining the macroscopic properties of these physical systems. We will explore the Bose-Einstein and Fermi-Dirac statistics, with concrete examples and applications. In the last part of the course we will discuss the physics of phase transition and introduce the concept of critical phenomena.

Program of the course:

Statistical Basis of Thermodynamics

Ensemble theory: Microcanonical, canonical and grandcanonical ensemble

Quantum Statistical mechanics; Bose-Einstein and Fermi-Dirac statistics
 
Blackbody radiation; Phonons and Debye model
 
Metals; White Dwarfs; magnetic systems
 
Interactions and Van der Waals equation
 
Phase transitions; Introduction to critical phenomena
Studiemateriaal
Digitaal cursusmateriaal (Vereist) : Statistical Physics, University of Cambridge Part II Mathematical Tripos, David Tong, http://www.damtp.cam.ac.uk/user/tong/statphys/sp.pdf, 2011
Handboek (Aanbevolen) : Statistical Physics, Franz Mandl, 2de, Wiley, 9780471915331, 1991
Bijkomende info

For more info please contact the course titularis

Leerresultaten

General competencies

The student understand the statistical mechanics methods to connect the quantum mechanical description of microscopic physics to the macroscopic properties of physical systems.
The student can apply these methods to describe macroscopic physics phenomena.

Beoordelingsinformatie

De beoordeling bestaat uit volgende opdrachtcategorieën:
Examen Schriftelijk bepaalt 25% van het eindcijfer

Examen Andere bepaalt 75% van het eindcijfer

Binnen de categorie Examen Schriftelijk dient men volgende opdrachten af te werken:

  • homework exercises met een wegingsfactor 25 en aldus 25% van het totale eindcijfer.

Binnen de categorie Examen Andere dient men volgende opdrachten af te werken:

  • written exam with oral part met een wegingsfactor 75 en aldus 75% van het totale eindcijfer.

Aanvullende info mbt evaluatie

25% homework exercises

75% written exam with oral discussion (theory and exercises)

Toegestane onvoldoende
Kijk in het aanvullend OER van je faculteit na of een toegestane onvoldoende mogelijk is voor dit opleidingsonderdeel.

Academische context

Deze aanbieding maakt deel uit van de volgende studieplannen:
Bachelor in de fysica en de sterrenkunde: Standaard traject