Theoretische Physik 3 für Studierende der Materialphysik: Statistische Physik und Thermodynamik (TP-MAT3)7.5 ECTS
(englische Bezeichnung: Theoretical Physics 2 for Materials Physics: Statistical Physics and Thermodynamics)
(Prüfungsordnungsmodul: Theoretische Physik 3 für Studierende der Materialphysik: Statistische Physik und Thermodynamik)

Lectures:

• • Theoretische Physik 3 für Materialphysiker: Statistische Physik und Thermodynamik
    (Vorlesung, 3 SWS, Benjamin Bahr, Thu, 10:00 - 12:00, HF; Wed, 13:00 - 14:00, HF)
  • Übungen zur Theoretischen Physik 3 für Materialphysiker: Statistische Physik und Thermodynamik
    (Übung, 2 SWS, Benjamin Bahr et al., Thu, 16:00 - 18:00, SR 00.103; Thu, 8:00 - 10:00, SR 01.683, SR 02.729)

Inhalt:

• Hauptsätze der Thermodynamik:

Arbeit und Wärme, reversible und irreversible Prozesse, adiabatische Prozesse, Zusammenhang von Entropieänderung und Wärmezufuhr,

• Thermodynamische Potentiale:

Definitionen, Thermodynamische Zustandsgrößen, Variablentransformationen,

• Kreisprozesse:

Wärmekraftmaschinen, Carnot-Prozess, Wirkungsgrad

• Statistische Ensembles:

kanonisches und großkanonisches Ensemble, Zustandssumme, statistische Definition der freien Energie und der Entropie, Anwendung der kanonischen Verteilung auf Zweiniveausystem und den harmonischen Oszillator

• Bose und Fermi-Statistik:

Bose-Verteilung, Planck-Verteilung für die Wärmestrahlung, Bose-Einstein Verteilung, Fermi-Dirac-Verteilung

• Phasenübergänge und kritisches Verhalten:

diskontinuierliche und kontinuierliche Übergänge

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden

• erläutern und erklären die theoretisch-physikalische Beschreibung der Thermodynamik und statistischen Physik und reflektieren vorgestellte Theorien gemäß den detaillierten Themen im Inhaltsverzeichnis

• strukturieren Probleme mathematisch und lösen sie eigenständig

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Ergänzende Modulstudien Physik (keine Abschlussprüfung angestrebt bzw. möglich): ab 1. Semester
   (Po-Vers. 2017w | NatFak | Ergänzende Modulstudien Physik (keine Abschlussprüfung angestrebt bzw. möglich) | Ergänzende Modulstudien Physik | Theoretische Physik 3 für Studierende der Materialphysik: Statistische Physik und Thermodynamik)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Klausur zu Vielteilchenphänomene (Prüfungsnummer: 70411)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 120, benotet, 7.5 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

weitere Erläuterungen:
Bonusregelung: Es werden zwei freiwillige Zwischentests von jeweils 45 Minuten Länge in Form einer Klausur während der Vorlesung- bzw. Übungszeit angeboten. Die Aufgaben der Zwischentests sind angelehnt an Hausaufgaben, die vorher bearbeitet und besprochen wurden bzw. für die Musterlösungen zur Verfügung stehen. Die Tests werden als bestanden / nicht bestanden bewertet, es werden keine Noten vergeben. Wenn einer der Tests bestanden wurde, verbessert sich die Klausurnote um 0,3 oder 0,4. Wenn beide Tests bestanden wurden, verbessert sich die Note um 0,6 oder 0,7.

Erstablegung: SS 2019, 1. Wdh.: SS 2019 (nur für Wiederholer)

1. Prüfer:

Hanno Sahlmann