Chương trình học phần Vật lý thống kê - Khoa vật lý Đại học Đà Lạt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA VẬT LÝ Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
______________ _____________________
CHƯƠNG TRÌNH TRÌNH ĐỘ ĐẠI HỌC
Ngành : VẬT LÝ
CHƯƠNG TRÌNH CHI TIẾT HỌC PHẦN


1. Tên học phần: Vật lý thống kê
2. Mã số: VL2104
3. Số tín chỉ: 3 Học phần bắt buộc
4. Tên học phần bằng tiếng Anh : Statictical Physics
5. Trình độ: Dành cho sinh viên năm thứ 3 khoa Vật lý, Đại học Đalat.
6. Phân bố thời gian: 40 tiết lý thuyết + 5 tiết bài tập
7. Điều kiện tiên quyết: toán cao cấp, xác suất thống kê, phương trình vi
phân, vật lý đại cương, cơ lý thuyết, cơ
học lượng tử
8. Mô tả vắn tắt nội dung: các nguyên lý cơ bản của vật lý thống kê, các
đại lượng nhiệt động, phân bố chính tắc và phân bố chính tắc suy rộng,
phân bố bse-Enstein và Fecmi-Dirac, thăng giáng, cân bằng pha và chuyển
pha
9. Nhiệm vụ của sinh viên: dự lớp, làm bài tập, kiểm tra, thảo luận
10. Tài liệu học tập
Đề cương chi tiết,
Tài liệu tham khảo
1. Vũ Thanh Khiết
, Vật lý thống kê, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội,
1997.
2. Nguyễn Nhật Khanh, Vật lý thống kê, ĐH Tổng hợp tp. HCM, 1995.
3. Bùi Bằng Đoan, Vật lý thống kê, ĐH Tổng hợp Hà Nội, 1980.
4. F. Reif, Vật lý thống kê, NXB Đại học và THCN, Hà Nội, 1982.

5. L. D. Lanđau, Vật lý thống kê, NXB KH và Kỹ thuật, Hà Nội, 1973.
6. A. X. Companhetx, Giáo trình vật lý lý thuyết, Tập 2, NXB ĐH và
THCN, Hà Nội, 1981.
7. Nguyễn Hữu Mình (chủ biên), Bài tập vật lý lý thuyết, Tập 2, NXB
ĐHQG Hà Nội, 1998.
8. V. A. Fock, Cơ sở của cơ học lượng tử, NXB Hayka, Mockva, 1982.
11. Tiêu chuẩn đánh giá sinh viên
Hệ số điểm bài tập, thảo luận : 0,3 ; hệ số điểm thi kết thúc học phần: 0,7
12. Thang điểm: 10/10
13. M
ục tiêu:
Vật lý thống kê khảo sát từ thế giới vi mô đến thế giới vĩ mô, giúp
sinh viên hiểu rõ những hiện tượng Vật lý bằng những quan niệm về cấu
tạo nguyên tử hay phân tử của vật chất. Kết hợp với những quy luật căn
bản của động lực học và của lý thuyết xác suất, vật lý thống kê đóng một
vai trò quan trọng trong các ngành học như
vật lý hạt nhân, vật lý chất
rắn, hóa học, sinh học...
14. Nội dung chi tiết

MỞ ĐẦU
NHỮNG KHÁI NIỆM CĂN BẢN VỀ XÁC SUẤT. CÁC ĐẠI
LƯỢNG NGẪU NHIÊN VÀ PHÂN PHỐI XÁC SUẤT

CHƯƠNG I
NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CUA VẬT LÝ THỐNG KÊ
I.1. Mô tả cơ học hệ nhiều hạt
I.2. Không gian pha. Nguyên lý thống kê
I.3. Giả thiết Ergodich
I.4. Định lý Liouville, vai trò của năng lượng

I.5. Phân bố vi chính tắc
I.6. Tr
ạng thái cân bằng nhiệt động
I.7. Trọng số thống kê
I.8. Entropi thống kê
Bài tập

CHƯƠNG II
CÁC ĐẠI LƯỢNG NHIỆT ĐỘNG
II.1. Cân bằng nhiệt: nhiệt độ
II.2. Cân bằng cơ: áp suất
II.3. Cân bằng nồng độ: thế hóa
II.4. Năng lượng , công và nhiệt
II.5. Hàm nhiệt
II.6. Năng lượng tự do Helmholtz
II.7. Năng lượng tự do Gibbs
II.8. Các hệ thức Maxwell
Bài tập

CHƯƠNG III
PHÂN BỐ CHÍNH TẮC GIBBS

III.1. Nguyên lý đẳng xác suất
III.2. Phân bố chính tắc Gibbs
III.2.1. Phân bố
III.2.2. Ý nghĩa
III.3. Năng lượng t
ự do, phương trình Gibbs-Helmholtz
III.3.1. Phương trình Gibbs-Helmholtz
III.3.2. Biểu thức liên hệ

III.4. Áp dụng vào khí lý tưởng
III.5. Điều kiện áp dụng phép gần đúng cổ điển
III.6. Phân bố Maxwell – Boltzmann
III.7. Phân bố đều năng lượng theo các bậc tự do
III.7.1. Định lý Virian
III.7.2. Thuyết nhiệt dung cổ điển
III.7.3. Định luật Dulong-Petit
Bài tập

CHƯƠNG IV
PHÂN BỐ FERMI-DIRAC VÀ PHÂN BỐ BOSE-EINSTEIN

IV.1. Cơ học lượng tử và thống kê
IV.2. Phân bố Gibbs suy rộng
IV.3. Ma trận mật độ
IV.4. Lý thuyết lượng tử về nhiệt dung chất rắn
IV.4.1. Lý thuyết Einstein
IV.4.2. Lý thuyết Debye
IV.5. Phân bố Fermi-Dirac và phân bố Bose-Einstein
IV.6. Áp dụng phân bố Fermi-Dirac đối với khí electron trong kim
loại
IV.6.1. Khí điện tử tự do trong kim loại
IV.6.2. Khí điện tử suy biến hoàn toàn
IV.6.3. Khí điện tử suy biến ở nhiệt
độ thấp
IV.7. Áp dụng thống kê Bose-Einstein đối với khí photon
IV.7.1. Công thức Planck
IV.7.2. Công thức Stefan-Bolzmann
IV.7.3. Công thức Raileigh-Jean
IV.7.4. Công thức Wien

IV.7.5. Khảo sát chi tiết
IV.8. Hiện tượng ngưng tụ Bose-Eisntein
Bài tập


CHƯƠNG V
THĂNG GIÁNG
V.1. Định nghĩa
V.2. Thăng giáng toàn phương các đại lượng cộng tính
V.3. Thăng giáng năng lượng trong hệ chính tắc
V.4. Thăng giáng năng lượng trong hệ chính tắc suy rộng
Bài tập


CHƯƠNG VI
CÂN BẰNG PHA VÀ CHUYỂN PHA
VI.1. Các đặc điểm của trạng thái cân bằng nhiệt động
VI.1.1. Hệ đồng nhất
VI.1.2. Hệ không đồng nhất
VI.1..3. Áp dụng
VI.2. Cân bằng nhiệt động giữa các pha
VI.2.1. Điều kiện
VI.2.2. Quy tắc Gibbs
VI.2.3. Áp dụng
VI.3. Phân loại chuyển pha theo Erenfest
VI.3.1. Chuyển pha loại 1
VI.3.1. Chuyển pha loại 2
VI.4. Chuyển pha lọai một, phương trình Clapeyron-Clausius
VI.4.1. Phương trình
VI.4.2. Áp dụng

VI.5. Chuyể
n pha loại hai. Chuyển pha siêu dẫn
Bài tập
PHỤ LỤC TOÁN HỌC
Đà lạt, ngày 24 tháng 12 năm 2007