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Theoretische Physik 5, Thermodynamik und Statistische Physik
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Roser Valenti, WS 2021-2022
Allgemeine Informationen
Liebe Studierende,
wir planen dieses Semester einen Teil der Veranstaltungen wieder in Person in der Universität stattfinden zu lassen. Vorläufig arbeiten wir dafür mit folgendem Konzept:
1. Die primäre Vorlesung findet virtuell statt. Dazu
werden wöchentlich Videoaufzeichnungen hochgeladen und ein
Skript fortlaufend aktualisiert.
2. Für Fragen und Diskussionen findet in Person eine wöchentliche Fragestunde mit mir im Vorlesungsaal statt.
3. Der Tutorienbetrieb findet klassisch in Person statt.
Die Ausgabe der Übungsblätter und Abgabe Ihrer
Lösungen ist online.
Für Punkte 2 und 3 gelten dann pandemiebedingt
Hygienemassnahmen, die unten weiter erläutert sind.
Bitte haben Sie Verständnis dafür dass dieses Konzept vorläufig ist, und eventuell flexibel geändert werden muss.
Vorlesung
| Di. 12:00 wird eine Videoaufzeichnung (asynchron) mit den wöchentlichen Vorlesungsinhalten im OLAT-Portal hochgeladen.
(Erster Upload: 19. Oktober)
| Do. 12:15 -13:45
findet eine in-Person-Fragestunde
mit Fokus auf die am Dienstag
hochgeladenen Vorlesungsinhalte am Uni
Campus Riedberg (Phys_0.111) statt.
(Erstes Meeting: 21. Oktober) |
Skript (kumulativ)
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Jede Woche wird das Skript online ergänzt.
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Übungen
| Übungsbetrieb in Person am Uni Campus Riedberg.
Eine Online-Anmeldung ist für die Tutorien (siehe unten) erforderlich.
| Beginn: zweite Semesterwoche (ab 25. Oktober)
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Übungsblätter
Beginnend mit dem 18. Oktober wird jede Woche montags 12:00 Uhr
ein neues Übungsblatt in OLAT online gestellt werden.
- Studierende können die Lösungen zu den
Übungsblättern bis zum Mo. der darauffolgenden Woche um
12:00 Uhr über OLAT abgeben. Dazu klicken Sie in OLAT auf das
jeweilige Übungsblatt und dort auf "Lösung
abgeben".
- Ihre Abgaben werden von Ihrem Tutor bzw. Ihrer Tutorin
online korrigiert und benotet.
- Gruppen bis zu zwei Personen können an einer
gemeinsamen Lösung arbeiten, aber jede/r Studierende
sollte jeweils das eigene Übungsblatt abgeben. Die
beiden Studierenden einer Abgabgegruppe müssen im
selben Tutorium angemeldet sein und beide Namen auf
ihre Abgaben schreiben.
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Zulassungsbedingungen für die Abschlussprüfung
- Erreichen von 50% der Punkte aus den Übungsblättern
- Regelmässige Teilnahme am Tutorium: Höchstens zweimaliges
unentschuldigtes Fehlen.
- Aktive Teilnahme im Tutorium: Mindestens zweimal
an der Tafel vorrechnen.
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Hygieneregeln für Tutorien und Live-Fragestunde:
Bitte beachten Sie, dass für Präsenz-Lehrveranstaltungen die 3G-Regel (geimpft,
genesen, oder tagesaktuell negativ getestet) gilt. Ausserdem herrscht in den
Gebäuden sowie in den Veranstaltungsräumen die Pflicht zum Tragen von
medizinischen Masken (OP-Masken oder Schutzmasken der Standards FFP2, KN95, N95
oder vergleichbar ohne Ausatemventil). Weitere Informationen finden Sie
hier .
Tutorien
Wir bieten deutschsprachige (D) und englischsprachige (E) Tutorien an:
Di 08-10, Raum 01.114, (D) David Wagner
Di 08-10, Raum 02.120, (D) Jan Rais
Di 14-16, Raum 02.120, (E) Victor Ambrus and Juan Torres
Di 14-16, Raum 02.116, (E) Shinibali Bhattacharyya and Francesco Ferrari
Mi 10-12, Raum 02.120, (D) Dominik Lessnich
Mi 12-14, Raum 02.120, (D) Lutz Kiefer
Mi 14-16, Raum 02.120, (D) Amine Chabane
Do 08-10, Raum 02.120, (D) Adrian Valadkhani
Do 10-12, Raum 01.114, (E) Sananda Biswas
Do 10-12, Raum 02.114, (D) Aleksandar Razpopov
Fr 10-12, Raum 02.120, (D) Jakob Lohr
Fr 10-12, Raum 01.114, (E) Young-Joon Song
Die Eintragung in die Tutorien erfolgt über OLAT.
Bei Fragen wenden Sie sich bitte an den persönlichen Tutor
oder an den Tutorienleiter
- David Kaib (kaib@nirvana.org,
spam@itp.uni-frankfurt.de)
Inhaltsverzeichnis
Thermodynamik
- Historische Einleitung
- Grundbegriffe der Thermodynamik
- Hauptsätze der Thermodynamik (1. und 2.)
- Thermodynamische Potentiale
- Phasenübergänge
Statistische Physik im Gleichgewicht
- Klassische Statistische Physik
Mikrokanonische Ensemble - Anschluss an die Thermodynamik
Kanonische Ensemble
Grosskanonische Ensemble
- Quantenstatistik
Grundlagen - Statistischer Operator
Mikrokanonische Ensemble
Kanonische Ensemble
Grosskanonische Ensemble
- Quantengase: Ideales Fermi-Gas
- Quantengase: Ideales Bose-Gas
- Phasenübergänge: Mikroskopische Beschreibung
- Landau-Ginzburg-Theorie
- Selbstorganisierte Kritikalität
Literatur
- K. Huang, 'Introduction to Statistical Physics', CRC Press, 2001.
- E. M. Lifschitz and L. P. Pitajewski, 'Statistical Physics', London, Landau Lifschitz Band 5.
- S. K. Ma, 'Statistical Mechanics', World Scientific Publishing, 1985.
- W. Nolting, 'Grundkurs Theoretische Physik', 2. Halfte Band 4: Thermodynamik, Band 5: Statistische Physik.
- F. Reif, 'Fundamentals of Statistical and Thermal Physics', Mc Grow-Hill, Singapore, 1964.
- R. Baierlein, 'Thermal Physics', Cambridge, 1999.
- F. Mandl, 'Statistical Physics', Wiley, N. Y, 2nd Edition 1988
- M. Toda, R. Kubo, N. Saito, 'Statistical Physics I, Equilibrium Statistical Mechanics', Springer, 2nd Edition 1992.
- Harrey Gould and Jan Tobochnik, 'Statistical and Thermal Physics with computer applications', Princeton University Press (2010).
Übungsblätter
OLAT-Portal
Vorlesungsskript (english version)
OLAT-Portal
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