Theoretical Physics IV (Quantumphysics and statistical physics: advanced concepts)

Vorlesung: Giovanna Morigi

Übungsleiter: Endre Kajari

Übungsgruppen: Marc Bienert, Stefan Schütz und Rick Dannert

Vorlesung

  • Mittwoch 14:15 - 15:50 Uhr, Gebäude C6 3, Hörsaal I
  • Donnerstag 10:15 - 11:50 Uhr, Gebäude E2 1, Seminarraum 001

Vorlesungsbeginn: Mittwoch, 19.10.2011, 14.15 Uhr, Gebäude C6 3, Hörsaal I

Letzte Vorlesung: Freitag, 10.02.2012, 10.15 Uhr, Gebäude E2 6, Seminarraum E.04

Übungen

Übungsgruppen:

  • Marc Bienert: Freitag 8:00 - 10:00 Uhr, Gebäude E2 6, Seminarraum E.04 (1. Übungsstunde am 28.10.2011)
  • Stefan Schütz: Montag 12:00 - 14:00 Uhr, Gebäude E2 6, Seminarraum E.12 (1. Übungsstunde am 31.10.2011)
  • Rick Dannert: Montag 16:00 - 18:00 Uhr, Gebäude E2 6, Seminarraum E.12 (1. Übungsstunde am 31.10.2011)

Vorrechnen des letzten Übungsblattes: Donnerstag, 09.02.2012, 10:15 - 11:50 Uhr:

  • Marc Bienert: Gebäude E2 6, Seminarraum 1.06
  • Stefan Schütz: Gebäude E2 1, Seminarraum 001
  • Rick Dannert: Gebäude E2 6, Seminarraum 2.21

Übungsblätter:

Freiwilliges Tutorium mit Stefan Schütz, Rick Dannert und Endre Kajari: Mittwoch, 16:00 - 16:45 Uhr, Gebäude E2 6, Seminarraum 4.18

Freiwilliges Bonusaufgabe-28-Tutorium: Mittwoch, 08.02.2012, 16:00 - 17:15 Uhr, Gebäude E2 6, Seminarraum 4.18

Klausuren

  • 1. Klausur: Dienstag, 21.02.2012, 9.30 - 12.30 Uhr, HS I und HS II, Gebäude C6.3
    Die Klausureinsicht und -besprechung findet am Montag, 27. Februar 2012, 13:00-16.00 Uhr im Raum 4.18 im Gebäude E2 6 statt.

  • 2. Klausur: Dienstag, 03.04.2012, 9.30 - 12.30 Uhr,  HS I, Gebäude C6.3
    Die Ergebnisse der 2. Klausur hängen am schwarzen Brett im 4. Stock des Gebäudes E2 6 aus.
    Die Klausureinsicht findet am Montag, 16. April 2012, 13:00-13.30 Uhr im Raum 4.18 im Gebäude E2 6 statt.
    Die Klausurbesprechung folgt danach von 13.30-16.00 Uhr.

Wichtige Informationen: Alle Teilnehmer der TPIV-Klausur sollten Ihren Studentenausweis zur Klausur mitbringen.

Prüfungsleistungen

  • Mindestens 50% der Votierpunkte und Vorrechnen einiger Aufgaben in den Übungen. Wurde die entsprechende Prüfungszulassung bereits früher erworben, entfällt diese Vorleistung.
  • Bestehen einer der beiden Klausuren (die bessere wird gewertet). Wurde mindestens eine der beiden Klausuren bestanden, kann zusätzlich eine mündliche Prüfung abgelegt werden, die bei Prof. Dr. Giovanna Morigi anzumelden ist. Die Note dieser optionalen Prüfung ist dann die Endnote, auch wenn sie schlechter sein sollte als die Note aus den Klausuren.

Inhalt der Vorlesung

I. Thermodynamik

  • Erster Hauptsatz der Thermodynamik
  • Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik
  • Entropie
  • Thermodynamische Potentiale
  • Nernstsches Theorem (dritter Hauptsatz)

 

II. Kinetische Theorie und klassische statistische Mechanik

  • Einleitung und Voraussetzungen
  • Die Verteilungsfunktion
  • Gibbssches Ensemble
  • Der Liouvillesche Satz
  • Zeitmittel, Ensemblemittel und Ergodenhypothese
  • Boltzmannsche Transportgleichung
  • Stationäre Lösung der Boltzmann-Gleichung
  • BBGKY-Hirarchie
  • Mikrokanonische Gesamtheit
  • Kanonische Gesamtheit
  • Großkanonische Gesamtheit

III. Quantenstatistik

  • Der Formalismus der Quantentheorie
  • Zeitmittel und Ensemblemittel
  • Der Dichteoperator
  • Gesamtheiten in der Quantenmechanik
  • Ideale Quantengase
  • Übergang von der Quantenstatistik zur klassischen Statistik

Literatur

  • Enrico Fermi, Thermodynamics (Dover, 1956).
  • Kerson Huang, Statistical Mechanics (John Wiley & Sons, 1988).
  • Franz Schwabl, Statistische Mechanik (Springer, 2006).
  • Walter Greiner, Ludwig Neise und Horst Stöcker, Thermodynamik und statistische Mechanik (Harri Deutsch, 1993).

Und für den geneigten Leser:

  • Wolfgang Pauli, The Connection between Spin and Statistics, Phys. Rev. 58, 716 (1940).