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TU Berlin

Inhalt des Dokuments

Theoretische Physik IV: Thermodynamik und Statistik

Lehrveranstaltung 3233 L 090 im Sommersemester 2014

Prof. Dr. Sabine Klapp

Dipl.-Phys. Arash Azhand, Dipl.-Phys. Ken Lichtner, M. Sc. Jan Totz, Kilian Kuhla

 

Für Studierende der Physik (Bsc).

When attending this course (lecture plus excercises) 10 credit points within the ECTS system can be obtained.

Die Nachklausur ist am Freitag, 18.07.2014, 8:00-10:00 Uhr im Raum EW 203.

Inhalte der Vorlesung

Wahrscheinlichkeitstheorie, Zentraler Grenzwertsatz, Statistische Ensembles, Entropie, Dichteoperator, Liouville- und von-Neumann-Gleichung, Informationsentropie, Thermodynamische Potentiale, Hauptsätze, Stabilität, Thermodynamische Prozesse, Zustandsummen wechselwirkender Systeme, Phasenübergänge, Spinmodelle, Quantenstatistik.

VL:
Mi 12:15 - 13:45 im EW 203 Klapp 
Fr 08:30 - 10:00 im EW 203 Klapp

Klausur:

Fr 04.07.2014, 08:00 - 10:00 im ER 270

Nachklausur:

Fr 18.07.2014, 08:00 - 10:00 im EW 203

 

Online Anmeldung

Die Tutorieneinteilung erfolgt über das Mosessystem. Der Anmeldezeitraum geht bis zum 16. April 2014 (18 Uhr). Benötigt wird ein tubit-Account. Sollten Sie keinen Tubit-Account haben, so wenden Sie sich bitte an die tubIT bzw. an die Kartenausgabestelle.

 

 

Scheinkriterien

  • 50% der Punkte aus den Übungszetteln (Abgabe in Dreiergruppen), aktive und regelmäßige Teilnahme am Tutorium, mindestens einmal Vorrechnen.
  • bestandene Klausur.


Tutorien

Die Tutorien beginnen in der Woche vom 21.04.2014. Folgende Termin werden angeboten:

Tutorien
Tag
Zeit
Raum
Bemerkung
Dienstag
10-12
EW 229
Dienstag
10-12
EW 731
Nochmals Raumänderung!!!
Dienstag
14-16
EW 226
Mittwoch
10-12
EW 229
Donnerstag
12-14
EW 731

 

 

Sprechstunden

Sprechstunden
Person
Zeit
Ort
Mail
Prof. Dr. Sabine Klapp
Di 12:15 - 13:00
EW 707

Arash Azhand
Do. 15:15 - 16:00
EW 627

Ken Lichtner
Mi. 15:15-16:00
EW 266

Jan Totz
Do. 15:15 - 16:00
EW 627

Kilian Kuhla
Di. 13:15-14:00
EW 60/61

Übungsblätter

Ausgabe der Übungsblätter: Mi. in der Vorlesung; 
Abgabe: Fr. bis 12:00 Uhr im Briefkasten im Altbau (ER)


Übungsblätter
Nr.
Ausgabe
Abgabe
Download
Inhalt
Kommentar
1
16.04.
25.04.
Blatt 1 (PDF, 115,8 KB)
Mikrozustände, Stirlingformel, Ideales Spinsystem.
2
23.04.
02.05
Blatt 2 (PDF, 133,5 KB)
Kumulanten, Grenzwertsatz, Harm. Oszillator
3
30.04.
09.05
Blatt 3 (PDF, 121,6 KB)
Paramagnet, Totale Differentiale, Mittelwerte
4
07.05.
16.05
Blatt 4 (PDF, 108,0 KB)
Ideales Gas, Gibbsches Paradoxon, Spingitter
5
14.05.
26.05.
Blatt 5 (PDF, 128,3 KB)
Kanonisches Ensemble, Maxwell'sche Geschwindigkeitsverteilung
6
21.05.
02.06.
Blatt 6 (PDF, 112,2 KB)
Druckensemble
7
28.05.
09.06.
Blatt 7 (PDF, 120,6 KB)
Großkanonische Ensemble, Statistischer Operator, Quantenoszillatoren
8
04.06.
16.06.
Blatt 8 (PDF, 115,8 KB)
Wärmekapazitäten, Magnetische Response-Funktion, Gibbs'sche Enthalpie
9
11.06.
23.06.
Blatt 9 (PDF, 144,0 KB)
Kreisprozesse
10
18.06
30.06.
Blatt 10 (PDF, 142,8 KB)
Virialkoezient, van der Waals-Gas, Paramagnet

Vorlesungsmitschrift

Datum Thema Skript Aufzeichnung*
16.04.14 Theoretische Physik IV: Einfuehrung farbig, schwarzweiss Replay
23.04.14 Wahrscheinlichkeitstheorie farbig, schwarzweiss Replay
25.04.14 Zentraler Grenzwertsatz farbig, schwarzweiss Replay
30.04.14 Statistische Ensemble farbig, schwarzweiss Replay
02.05.14 farbig, schwarzweiss Replay
07.05.14 Mikrokanonisches Ensemble, Entropie farbig, schwarzweiss Replay
09.05.14 Entropie und Thermodynamik farbig, schwarzweiss Replay
14.05.14 Kanonische Verteilung farbig, schwarzweiss Replay
16.05.14 Freie Energie, Aequipartitionstheorem farbig, schwarzweiss Replay
21.05.14 Grosskanonisches Ensemble farbig, schwarzweiss Replay
23.05.14 Teilchenzahlfluktuationen, Dichteoperator farbig, schwarzweiss Replay
28.05.14 Informationsentropie farbig, schwarzweiss Replay
30.05.14 Informationsentropie, Streben ins Gleichgewicht farbig, schwarzweiss Replay
04.06.14 Extremaleigenschaften thermodynamischer Potentiale farbig, schwarzweiss Replay
06.06.14 Expansion von Gasen farbig, schwarzweiss Replay
11.06.14 Kreisprozesse farbig, schwarzweiss Replay
13.06.14 Reale Gase und Fluessigkeiten farbig, schwarzweiss Replay
18.06.14 Virialentwicklung farbig, schwarzweiss Replay
20.06.14 Van-der-Waals-Gleichung farbig, schwarzweiss Replay
25.06.14 Kritisches Verhalten, Spinsysteme farbig, schwarzweiss Replay
27.06.14 Spinmodell farbig, schwarzweiss Replay
02.07.14 Wechselwirkende Spins, Ununterscheidbarkeit farbig, schwarzweiss Replay
09.07.14 Quantenstatistik: Symmetrien farbig, schwarzweiss Replay
11.07.14 Besetzungszahlstatistiken, Fermionen bei T=0 farbig, schwarzweiss Replay
16.07.14 spezifische Waerme im Fermionengas, Bose-Einstein-Kondensation farbig, schwarzweiss Replay
* benötigt Java

Literatur zur Lehrveranstaltung

  • M. Plischke, B. Bergersen, Equilibrium Statistical Physics (World Scientific)
  • W. Nolting, Theoretische Physik 6 (Springer)
  • F. Schwabl, Statistische Mechanik (Springer)
  • L. D. Landau, E. M. Lifschitz, Statistische Physik (Akademie Verlag)
  • D. Wu, D. Chandler, Introduction to Modern Statistical Mechanics (Oxford)
  • L. E. Reichel, A Modern Course in Statistical Physics (Edward Arnold LTD)

Weiterführende Literatur

Magnetokalorischer Effekt hinter neuartiger Kühlschranktechnik: Link

Maxwell-Dämon und 2. Hauptsatz: Link

Computer-Visualisierungen (OWL-Projekt)

Das Projekt Offensive Wissen durch Lernen (OWL) hat zum Ziel, Inhalte der Vorlesung anschaulich mit kleinen Java-Programmen darzustellen. Auch zur statistischen Physik gibt es einige Applets.

Zusatzinformationen / Extras

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