CORSO di MECCANICA STATISTICA ---------------------------------------- Testi consigliati: L.E. Reichl (R) A Modern Course in Statistical Physics, Wiley K. Huang (H) Meccanica Statistica, Zanichelli; L. Landau, E. Lifschitz (LL) Fisica Statistica (Parte I), Editori Riuniti. Note disponibili in rete: I- Metodi di Laplace e formula di Stirling (D. Khoshnevisan) II- Grandi deviazioni (A. Vulpiani) III- Irreversibilita', Eq. di Boltzmann & teorema H (A. Vulpiani) IV- Moto Browniano (A. Vulpiani) V- Ergodicita' (M. Falcioni) VI- La statistica di Maxwell-Boltzmann (A. Falcioni) --------------------------------------------------------- Requisiti: meccanica e termodinamica, tecniche elementari di matematica (derivate, integrali, serie) ------------------------------------------------------- PROGRAMMA: - Richiami di calcolo delle probabilita': permutazioni e combinazioni, probabilita' condizionata, funzioni di distribuzione, distribuzione binomiale, distribuzione di Poisson, distribuzione gaussiana, legge dei grandi numeri, limite centrale, ( R da 4.A a 4.F), metodo di Laplace, funzioni gamma, formula di Strirling (I), grandi deviazioni (II) ----------------------------------------------------------- - Richiami di termodinamica: potenziali termodinamici e variabili naturali. - Medie nel tempo di osservabili macroscopiche: ipotesi ergodica e insieme microcanonico.(V) - Entropia. Additivitą dell'entropia. (H -- 6.2) - Entropia per il gas perfetto classico. Il paradosso di Gibbs e il conteggio corretto degli stati. (H -- 6.5; H -- 6.6) - Insieme canonico. Funzione di partizione e suo legame con l'energia libera di Helmholtz. Fluttuazione dell'energia nell' insieme canonico. Equivalenza tra insieme microcanonico e canonico. (H -- 7.1; H -- 7.2) - Gas perfetto. Equipartizione dell'energia. Statistica di Maxwell-Boltzmann; condizioni di validita' della meccanica statistica classica. Distribuzione di Maxwell; densitą di particelle in un campo esterno. (VI) - Insieme gran canonico. Il gran potenziale. Funzioni termodinamiche nell' insieme gran canonico. Fluttuazioni del numero di particelle nell' insieme gran canonico. (H -- 7.3; H -- 7.4) - Gas quantistici. Distribuzioni di Fermi-Dirac e di Bose-Einstein. Limite classico: alte temperature e/o basse densitą. (H -- 8.6) - Gas di Fermi allo zero assoluto: energia di Fermi, energia media, pressione. Calore specifico di un gas di Fermi alle basse temperature. (H -- 11.1) - Condensazione di un gas di Bose-Einstein. (LL -- §62) oppure (H -- 12.3) - Spettro del corpo nero. Formula di Planck. (H -- 12.1) --------------------------------------------------- - Cenni di meccanica statistica di non equilibrio: Irreversibilita', Eq. di Boltzmann e teorema H (III), Moto Browniano (IV), -----------------------------------------------------------