Kursplan för

Termodynamik och statistisk fysik
Thermodynamics and Statistical Physics

FMFN20, 7,5 högskolepoäng, A (Avancerad nivå)

Gäller för: Läsåret 2017/18
Beslutad av: Programledning F/Pi
Beslutsdatum: 2017-04-06

Allmänna uppgifter

Huvudområde: Nanovetenskap.
Valfri för: F4, F4-tf, Pi4
Undervisningsspråk: Kursen ges på begäran på engelska

Syfte

Kursen ska ge de grunder i den statistika fysiken som behövs både för tillämpningar och fortsatta studier i teoretisk fysik. Tillämpningar väljs inom olika områden av fysik och teoretisk fysik.

Mål

Kunskap och förståelse
För godkänd kurs skall studenten

• kunna den statistiska fysikens grunder, både matematisk modell och valda tillämpningar
• kunna studera teoretiska frågeställningar och självständigt välja matematisk analysmetod
• utifrån konkreta problemställningar inom olika delar av fysiken analysera och genomföra beräkningar inom ämnesområdet

Färdighet och förmåga
För godkänd kurs skall studenten

• kunna använda den matematiska teorin för analys och beräkning av fysikaliska problemställningar
• självständigt genomföra ett projekt som visar förmåga att tillämpa teorin

Värderingsförmåga och förhållningssätt
För godkänd kurs skall studenten

kunna avgöra när en kvantstatistisk analys är nödvändig och se i vilka sammanhang den statistiska fysiken är väsentlig

Kursinnehåll

Termodynamikens grundläggande principer och huvudsatser, temperatur och entropi. Differentialsamband.

Statistiska metoder för makroskopiska system utgående från en kvantmekanisk beskrivning. Anknytning till termodynamik. Ideala gaser: Maxwell-Boltzmann, Fermi-Dirac, Bose-Einstein och Planck-fördelningar. Tillämpningar på bl.a. elektron- och fotongaser. Fasövergångar och reaktionsjämvikt. Ising modellen.

Kursens examination

Betygsskala: TH - (U,3,4,5) - (Underkänd, Tre, Fyra, Fem)
Prestationsbedömning: Skriftlig tentamen, skriftlig presentation av projekt.

Om så krävs för att en student med varaktig funktionsnedsättning ska ges ett likvärdigt examinationsalternativ jämfört med en student utan funktionsnedsättning, så kan examinator efter samråd med universitetets avdelning för pedagogiskt stöd fatta beslut om alternativ examinationsform för berörd student.

Antagningsuppgifter

Förutsatta förkunskaper: Kvantmekanik enligt kursen FAFF10 Atom- och kärnfysik med tillämpningar.
Begränsat antal platser: Nej
Kursen överlappar följande kurser: FFFN05, FMF150

Kurslitteratur

• Schroeder, D.V.: An Introduction to Thermal Physics, Addison Wesley Longman, 2000.

Kontaktinfo och övrigt

Kursansvarig: Jakob Bengtsson, jakob.bengtsson@matfys.lth.se
Hemsida: http://www.matfys.lth.se/education/FMF150