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Theoretische Physik 4: Statistische Physik (TP-4)10 ECTS (englische Bezeichnung: Theoretical Physics 4: Statistical Physics)
Modulverantwortliche/r: Dozenten der theoretischen Physik Lehrende:
Dozenten der theoretischen Physik
Start semester: |
WS 2017/2018 | Duration: |
1 semester | Cycle: |
jährlich (WS) |
Präsenzzeit: |
105 Std. | Eigenstudium: |
195 Std. | Language: |
Deutsch |
Lectures:
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Theoretikum zur Theoretischen Physik 4: Statistik
(Übung, 3 SWS, Sebastian Kapfer, Fri, 12:00 - 16:00, SR 00.732; Fri, 14:00 - 17:00, SR 01.779, SR 02.729, HH; Thu, 12:00 - 14:00, HE; Fri, 9:00 - 12:00, SR 01.566, TL 1.140)
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Theoretische Physik 4: Statistik
(Vorlesung, 4 SWS, Sebastian Kapfer, Tue, Thu, 10:00 - 12:00, HE)
Inhalt:
- Hauptsätze der Thermodynamik:
Arbeit und Wärme,
reversible und irreversible Prozesse,
adiabatische Prozesse,
Zusammenhang von Entropieänderung und Wärmezufuhr,
Definitionen,
Thermodynamische Zustandsgrößen,
Variablentransformationen,
Wärmekraftmaschinen,
Carnot-Prozess,
Wirkungsgrad
mikrokanonisches, kanonisches und großkanonisches Ensemble,
Zustandssumme,
statistische Definition der freien Energie und der Entropie,
Anwendung der kanonischen Verteilung auf Zweiniveausystem
und den harmonischen Oszillator
Bose-Verteilung,
Planck-Verteilung für die Wärmestrahlung,
Bose-Einstein Verteilung,
Bose-Einstein-Kondensation,
Fermi-Dirac-Verteilung
diskontinuierliche und kontinuierliche Übergänge,
Ising-Modell
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
Literatur:
Klassische Lehrbücher zur Vorlesung, z.B.:
L. D.Landau, E. M. Lifschitz (Bd.5), Statistische Physik, Verlag Harri Deutsch
J. Honerkamp, H. Römer, Klassische Theoretische Physik, Springer
W. Nolting, Grundkurs, Theoretische Physik 6: Statistische Physik, Springer
Zu speziellen Themen wird weitere Literatur empfohlen
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan: Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:
- Ergänzende Modulstudien Physik (keine Abschlussprüfung angestrebt bzw. möglich)
(Po-Vers. 2017w | NatFak | Ergänzende Modulstudien Physik (keine Abschlussprüfung angestrebt bzw. möglich) | Ergänzende Modulstudien Physik | Theoretische Physik 4: Statistische Physik)
- Mathematik (Bachelor of Science): 6. Semester
(Po-Vers. 2007 | NatFak | Mathematik (Bachelor of Science) | alte Prüfungsordnungen | Bachelorprüfung | Nebenfach Physik (theoretisch) | Alternative Physik | Theoretische Physik 4: Statistische Physik)
- Mathematik (Bachelor of Science): 6. Semester
(Po-Vers. 2009 | NatFak | Mathematik (Bachelor of Science) | Nebenfach Physik (theoretisch) | Module im 2. und 3. Studienjahr | Alternative Physik | Theoretische Physik 4: Statistische Physik)
- Physik (1. Staatsprüfung für das Lehramt an Gymnasien)
(Po-Vers. 2010 | NatFak | Physik (1. Staatsprüfung für das Lehramt an Gymnasien) | Module Fachwissenschaft Physik | Wahlpflichtbereich | Theoretische Physik 4: Statistische Physik)
- Physik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2007 | NatFak | Physik (Bachelor of Science) | alte Prüfungsordnungen | Bachelorprüfung | Wahlpflichtbereich Theoretische Physik 2-4 | Theoretische Physik 4: Statistische Physik)
- Physik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2010 | NatFak | Physik (Bachelor of Science) | Regulärer Bachelorstudiengang | Module des 3. bis 6. Fachsemesters | Theoretische Physik 4: Statistische Physik)
Studien-/Prüfungsleistungen:
Klausur zur Theoretischen Physik 4: Statistik (Prüfungsnummer: 62401)
- Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 120, benotet
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- weitere Erläuterungen:
Freiwillige Zwischenprüfung: Die Darstellung (Vorrechnen) von gelösten Hausaufgaben in den
Übungsstunden (Theoretikum zur Statistischen Physik) kann zu einem
Notenbonus für die Modulnote führen. Die Präsentation von zwei
vollständig, überwiegend richtig gelösten Aufgaben während des Semesters
führt zu einer Verbesserung um eine Notenstufe (0,3 oder 0,4
Notenpunkte); die Präsentation von insgesamt vier vollständig,
überwiegend richtig gelösten Aufgaben zu einer Verbesserung um zwei
Notenstufen (0,6 oder 0,7 Notenpunkte).
- Erstablegung: WS 2017/2018, 1. Wdh.: WS 2017/2018 (nur für Wiederholer)
1. Prüfer: | Sebastian Kapfer |
- Termin: 16.02.2018, 14:00 Uhr, Ort: HG
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