Il corso si propone di illustrare le premesse teoriche e l'applicazione a casi di studio dei concetti fondamentali della meccanica statistica, in particolare la teoria degli ensembles. Meccanica statistica classica (distribuzione di Maxwell-Boltzmann) e quantistica (distribuzioni di Bose-Einstein e di Fermi-Dirac).
Prerequisiti
Nozioni elementari di meccanica razionale, termodinamica, e di fisica quantistica (es. livelli di una particella in una scatola, oscillatore armonico quantistico).
Metodi didattici
Il corso prevede lezioni frontali alla lavagna, al fine di illustrare in modo dettagliato gli argomenti ed i principali passaggi logici e tecnici nella costruzione dei concetti teorici. Viene dato particolare rilievo a casi di studio, mediante lo svolgimento di esercizi volti a chiarire in modo pratico la teoria sottostante.
Verifica Apprendimento
Esame orale. Per la prova di esame si raccomanda di approfondire tanto gli aspetti fisici degli argomenti trattati (andamenti qualitativi, grafici, metodi per misurare le varie proprietà) quanto lo studio dettagliato delle derivazioni matematiche.
Testi
R.K. Pathria, P.D. Beale, Statistical Mechanics (third edition) Dispense fornite dal docente (download via web)
Contenuti
Il corso prevede un’introduzione alla teoria degli ensembles, nell’ambito della meccanica statistica classica. La correzione di Gibbs al conteggio dei microstati verrà in seguito analizzata alla luce della natura quantistica dei componenti elementari del macrosistema. Verranno studiati alcuni sistemi fisici d’esempio che non potrebbero essere compresi senza l’introduzione della statistica quantistica (radiazione di corpo nero, calore specifico dei solidi, gas degenere di Fermi). Ci sarà inoltre un’introduzione alla teoria delle transizioni di fase continue (modello di Ising).
