- Docente: Elisa Ercolessi
- Crediti formativi: 6
- SSD: FIS/02
- Lingua di insegnamento: Inglese
- Moduli: Elisa Ercolessi (Modulo 1) Marco Lenci (Modulo 2)
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 1) Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 2)
- Campus: Bologna
- Corso: Laurea Magistrale in Science of Climate (cod. 5895)
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Orario delle lezioni (Modulo 1)
dal 06/11/2024 al 18/12/2024
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Orario delle lezioni (Modulo 2)
dal 17/09/2024 al 05/11/2024
Conoscenze e abilità da conseguire
At the end of the course, the student will have a basic knowledge of theoretical concepts and methods of statistical physics, including: the probabilistic laws that rule the microscopic description for modeling the behaviour of thermodynamic and complex systems; description of systems at equilibrium; an approach to dynamics and non equilibrium physics. The student will be able to describe the main theoretical concepts and tools in order to use them to solve -analytically or with the aid of numerical simulations- simple but paradigmatic models, with applications to different branches of physics and in particular to problems of climate science.
Contenuti
- Elementi di probabilità per le applicazioni (28 h, prof. Marco Lenci)
Fondamenti matematici della probabilità; spazi di probabilità, eventi; probabilità condizionale, indipendenza; teorema di Bayes.
Variabili aleatorie: teoria generale; variabili aleatorie discrete e continue, momenti; esempi importanti e applicazioni; distribuzioni congiunte.
Teoremi limite: legge dei grandi numeri; funzione caratteristica; teorema del limite centrale; funzione generatrice.
- Modelli statistici per la Fisica (28 h, prof. Elisa Ercolessi)
La termodinamica e la sua interpretazione microscopica: lavoro, calore, entropia; le leggi della termodinamica e I potenziali termodinamici; teoria cinetica dei gas.
Introduzione alla meccanica statistica classica: lo stato di un sistema di molte particelle l'ensemble microcanonico e l'entropia; l'ensemble canonico: funzione di partizione, energia libera e altri potenziali; il teorema dell'equipartizione generalizzato.
Applicazioni: il gas ideale (non-relativistico); il gas perfetto ultra-relativistico; un sistema di oscillatori armonici; un gas nel potenziale gravitazionale.
Testi/Bibliografia
S. Ross, Introduction to Probability Models, 12th Ed. (Academic Press)
Greiner et al, Thermodynamics and Statistical Mechanics (Springer)
Huang, Statistical Mechanics (John Wiley & Sons).
Letture addizionali e altro materiale didattico saranno disponibili sulla piattaforma Virtuale.
Metodi didattici
Il corso è diviso in 2 moduli di 28 ore ciascuno.
Le lezioni sono di tipo frontale e includono teoria, applicazioni e esercizi.
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
Esame scritto di 3 ore, che consiste di problemi e domande di teoria sia sulla parte di Probabilità che sulla parte di Fisica Statistica.
Gli studenti e le studentesse devono dimostrare di avere familiarità e una buona comprensione dei diversi argomenti trattati.
L'organizzazione della presentazione e l'uso di un linguaggio scientifico rigoroso sono oggetto di considerazioni nella formulazione del voto finale.
Il 30/30 "con lode" è attribuito agli studenti e alle studentesse che dimostrano un'organizzazione personale e critica degli argomenti.
Strumenti a supporto della didattica
Note e esercizi addizionali, disponibili per il download sulla piattaforma Virtuale.
Orario di ricevimento
Consulta il sito web di Elisa Ercolessi
Consulta il sito web di Marco Lenci