Hofstetter

Statistische Mechanik WS12/13

Dozent: Prof. Dr. Walter Hofstetter

Allgemeine Information

  • Vorlesungsbeginn ist Dienstag der 16.10.2012.
  • Tutorien beginnen am 23. Oktober. 
  • Für die Teilnahme am Übungsbetrieb ist eine Anmeldung für ein Tutorium notwendig. Treten Sie bitte ab 17. Oktober der Gruppe "Statistische Mechanik WS2012" und einer entsprechenden Tutoriumsgruppe (wählen Sie bitte nur eine Gruppe!) im eLearning-Portal bei (https://elearning.physik.uni-frankfurt.de/goto_FB13-PhysikOnline_cat_41.html; melden Sie sich dazu mit Ihrem HRZ-Account an > Hofstetter > Statistische Mechanik WS2012). Tutorien sind auf max. 12 Personen beschränkt.
  • Die Abgabe der Übungsblätter erfolgt Donnerstags zu Beginn der Vorlesung.
  • Um einen Schein und die Zulassung zur (schriftlichen) Modulprüfung zu erhalten werden mindestens 50% der Gesamtpunkte der Übungsaufgaben benötigt. Außerdem müssen im Laufe des Semesters mindestens zwei Übungsaufgaben an der Tafel vorgerechnet werden. Man darf nicht mehr als dreimal im Tutorium fehlen.
  • Die Ergebnisse der Evaluation finden Sie hier.
  • Die Modulprüfung findet am Dienstag, den 26.02.2013 von 10:00 bis 11:30 statt. Ausser einem Stift sind keine weiteren Hilfsmittel erlaubt.
  • Die Nachklausur findet am Mittwoch, den 07.08.2013 von 10:00 bis 11:30 im Raum _0.111 statt.
  • Der Einsichtstermin ist der 13.08.2013, 13:30-14:30 Uhr, im Raum 1.114.

 

Kurzbeschreibung

  • Thermodynamische Grundgrößen und Gesetze
  • Thermodynamische Potentiale
  • Phasenübergänge
  • Klassische statistische Mechanik
  • Mikro- und makrokanonisches Ensemble
  • Quantenstatistik
  • Fermionen und Bosonen
  • Vielteilchentheorie
  • Transporttheorie
  • Boltzmann- und von Neumann-Gleichung

 

Vorlesungen

Zeit:  Di 11:15 - 13:00  Do 12:15 - 14:00
Ort:  Phys _0.111  Phys _0.111 

 

Vorlesungsskript

 

VorlesungDatumThemaLücken-
script (pdf)		Skript (pdf)ergänzendes
Material
1-2 16./18.10.12   Grundbegriffe der Statistik, Mikro- und Makrozustand   vorlesung
1-2_pre		    
3-4 23./25.10.12 Entropie, Wärme und Arbeit vorlesung
3-4a_pre
vorlesung
3-4b_pre		 vorlesung
1-3		 Bosonische Dynamik und Thermalisierung
5-6 30.10./1.11.12 Temperatur, 2. Hauptsatz vorlesung
5-6_pre		    
7-8 6./8.11.12 Allgemeines Gleichgewicht, 3. Haupsatz, Ensembles vorlesung
7-8a_pre
vorlesung
7-8b_pre		 vorlesung
4-8

Workshop der Forschergruppe FOR 801
"Strong Correlations in Multiflavor Quantum Gases" am 13./14.11.

Entropieverteilung und 3. Haupsatz in ultrakalten Fermionen

Negative Temperaturen in optischen Gittern
9-10 13./15.11.12 Dichtematrix, Phasenraumdichte vorlesung
9-10_pre		    
11-12 20./22.11.12 Entropie und Information, Boltzmann-Gibbs-Verteilung,
Thermodynamische Potentiale		 vorlesung
11-12a_pre
vorlesung
11-12b_pre		 vorlesung
9-11		 John von Neumann
13-14 27./29.11.12 Maxwell-Relationen, thermodynamische Stabilität vorlesung
13-14_pre		    
15-16 4./6.12.12 Thermodynamische Prozesse, Wärmekraftmaschine, Wirkungsgrad vorlesung
15-16_pre		    
17-18 11./13.12.12 3. Hauptsatz, Phasenübergänge vorlesung
17-18a_pre
vorlesung
17-18b_pre		 vorlesung
12-18		  
19-20 18./20.12.12 Gleichverteilungssatz, Maxwell-Verteilung vorlesung
19-20_pre		    
21-22 15./17.01.13 Wechselwirkendes Gas vorlesung
21-22a_pre
vorlesung
21-22b_pre		 vorlesung
19-22		 A quantum Newton's cradle - absence of thermalization
23-24 22./24.01.13 Quantenstatistik von idealen Gasen

vorlesung
23-24_pre

Kolloquium am Mi 23.1. - Quantum Computing with Cold Ion Crystals

  

(anti-)bunching and the Hanbury-Brown Twiss
experiment

bosonic bunching and spatial quantum noise
interferometry
25-26 29./31.01.13 Fermi-Dirac Statistik, Ideales Bose-Gas vorlesung
25-26_pre		   ultracold analogue for star formation: negative specific heat
27-28 5./7.02.13 BEC, Schwarzkörper-Strahlung vorlesung
27-28_pre		 vorlesung
23-29		  
29-30 12./14.02.13 Fermionen, Master-Gleichung   vorlesung
30		  

 

Übungsblätter

BlattAbgabeThemaSkript (pdf)(English)
1 25.10.2012   Statistik   Aufgabenblatt 1 A1_eng
2 01.11.2012 Entropie Aufgabenblatt 2 A2_eng
3 08.11.2012 Entropie und Temperaturen Aufgabenblatt 3 A3_eng
4 15.11.2012 Ideales Gas mit Vibrationsfreiheitsgraden Aufgabenblatt 4
 A4_eng
5 22.11.2012 Mikrokanonisches und kanonisches Ensemble Aufgabenblatt 5 A5_eng
6 29.11.2012 Shannon und von Neumann Entropien Aufgabenblatt 6 A6_eng
7 06.12.2012 Lagrange-Multiplikatoren und Thermodynamische Potentiale Aufgabenblatt 7 A7_eng
8 13.12.2012 Adiabatische Entmagnetisierung Aufgabenblatt 8 A8_eng
9 20.12.2012 Van der Waals Gas und Thermische Effizienz Aufgabenblatt 9 A9_eng
10 17.01.2013 Einstein-Modell und Barometrische Hohenformel Aufgabenblatt 10 A10_eng
11 24.01.2013 Eindimensionales Ising-Modell Aufgabenblatt 11 A11_eng
12 31.01.2013 Debye-Modell und Virialkoeffizienten Aufgabenblatt 12 A12_eng
13 07.02.2013 Bunching und Antibunching Aufgabenblatt 13 A13_eng

 

Literatur

AutorTitelVerlag
F. Schwabl Statistische Mechanik Springer, 2006
K. Huang Introduction to Statistical Physics CRC Press, 2001
F. Reif Fundamentals of Statistical and Thermal Physics Waveland Press, 2009
L.D. Landau and E.M. Lifshitz   Course of Theoretical Physics, Volume V: Statistical Physics   Pergamon Press, 1980