58363 - FISICA STATISTICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Il corso intende fornire alcuni elementi basilari della teoria della probabilità e la capacità di affrontare i problemi termodinamici di equilibrio relativi ai gas non degeneri, utilizzando i metodi della termodinamica statistica.

Contenuti

Il concetto di probabilità. Variabili random. Probabilità cumulativa e densità di probabilità. La funzione delta di Dirac. Somma di variabili random. Il teorema del limite centrale.
Equazioni del moto classiche. Spazio delle fasi. Elementi semplici di meccanica quantistica: stati e celle nello spazio delle fasi. La costante di Planck. L'indistinguibilità. Spettri discreti e molteplicità. I tre principi della termodinamica. Medie temporali di variabili dinamiche. Ipotesi ergodica. Medie nello spazio delle fasi. Sistemi micro-canonici e canonici. Scambi di calore. La distribuzione canonica. Funzione di partizione canonica per spettri discreti. Il legame tra beta e T e il principio di Boltzmann. L'energia libera di Helmholtz. Limite del continuo e limite semi-classico. Funzione di partizione canonica di un gas ideale non degenere (gas perfetto). Funzioni termodinamiche dei gas perfetti. Paradosso di Gibbs. La distribuzione di Maxwell-Boltzmann. Gas rarefatti e gradi di libertà interna. Gas atomici. Formula di Saha per gas atomici debolmente ionizzati. Gas perfetti in un camo esterno. La formula barometrica. Teorema di equipartizione dell'energia. Gas molecolari bi-atomici. Equilibrio termico delle reazioni chimiche.

Testi/Bibliografia

Dispense fornite dal docente.
Toda, Kubo, Saito: Statistical Physics Vol. I (Springer-Verlag).
S.K. Ma: Statistical mechanics (World Scientific Publ.)

Metodi didattici

Lezioni teoriche ed esercitazioni (soluzione di problemi specifici)

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Prova scritta e orale

Strumenti a supporto della didattica

Nessuno in particolare

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Loris Ferrari