Statistisk mekanik
Statistical Mechanics

FMFN25, 7.5 högskolepoäng, A (Avancerad nivå)

Gäller för: 2025/26
Fakultet: Lunds tekniska högskola
Beslutad av: Programledning F/Pi
Beslutsdatum: 2025-04-10
Ikraftträdande: 2025-05-05

Allmänna uppgifter

Huvudområde: Nanovetenskap Fördjupning: Avancerad nivå, kurs/er som inte kan klassificeras
Valfri för: F4, F4-tf, MNAV2, N4
Undervisningsspråk: Kursen ges på engelska

Syfte

Kursen ska ge en utökad grund i den statistika fysiken, som behövs både för tillämpningar och fortsatta studier i teoretisk fysik. Särskilt fokus ligger på att förmedla mer avancerade begrepp och metoder för att beskriva växelverkande system med många partiklar samt kritiska fenomen.

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 sätta sig in i någon tillämpning av teorin och redogöra för denna.

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

Statistiska metoder för makroskopiska system utgående från en kvantmekanisk beskrivning. Anknytning till termodynamik.Tillståndsumman, stora tillståndssumman, Gibbs entropi och fri energi. Fasövergångar och kritiska fenomen. Ising-modellen, transfermatrismetoden, medelfältsteori samt renormeringsteori. Ideala gaser: Fermi-Dirac, Bose-Einstein och Planck-fördelningar med tillämpningar på bl.a. elektron- och fotongaser.

Kursens examination

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

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.

Moduler
Kod: 0118. Benämning: Statistisk mekanik.
Antal högskolepoäng: 7.5. Betygsskala: TH - (U, 3, 4, 5).

Antagningsuppgifter

Förutsatta förkunskaper: Grundläggande kunskaper i kvantmekanik, t ex från någon av kurserna FMFF40 Kvantmekanik, allmän kurs, FMFF15 Kvantmekanik och matematiska metoder eller motsvarande.
Begränsat antal platser: Nej
Kursen överlappar följande kurser: FMF150 FMFN20

Kurslitteratur

• David Chandler: Introduction to Modern Statistical Mechanics. Oxford University Press, 1987, ISBN: 0195042778.

Kontaktinfo

Kursansvarig: Tobias Ambjörnsson, tobias.ambjornsson@thep.lu.se
Examinator: Tobias Ambjörnsson, tobias.ambjornsson@cec.lu.se
Hemsida: https://www.atp.lu.se/english/education/courses/statistical-mechanics/

Övrig information