FISICA ESTADISTICA - 510426
- Descripción :Asignatura teorica de nivel intermedio que presenta los principios y leyes de la mecanica estadistica. Esta asignatura entrega al estudiante herramientas para la observacion, la representacion y el analisis de sistemas naturales que son modelados por la mecanica estadistica. Contribuye a desarrollar las siguientes competencias:
Aplicar los conocimientos fundamentales adquiridos para reproducir modelos de sistemas fisicos.
Reproducir y desarrollar metodos y teorias para describir fenomenos fisicos complejos.
Desarrollar e implementar modelos y metodos teoricos o experimentales para su aplicacion en la resolucion de un problema de caracter cientifico.
- Resultados aprendizaje esperados :1. Identificar, explicar y aplicar los principios y leyes de la mecanica estadistica.
2. Identificar las herramientas de analisis de investigacion en mecanica estadistica.
3. Identificar y explicar las propiedades y caracteristicas de las colectividades o ensembles que caracterizan distintos sistemas en equilibrio termodinamico, tanto clasicos como cuanticos.
4. Definir operacionalmente y calcular las magnitudes fisicas asociadas a sistemas termodinamicos.
5. Aplicar los principios y leyes de la mecanica estadistica a los sistemas termodinamicos.
6. Aplicar el concepto de colectividad o ensemble al gas de bosones, gas de fermiones, sistemas moleculares y ciencia de materiales. - Contenidos :Modulo I: Fundamentos de termodinamica.
1. Introduccion a los metodos estadisticos: Elementos de estadistica, conceptos y ejemplos. El camino aleatorio. Valores medios. Distribuciones de probabilidad.
2. Fundamentos de termodinamica: Sistemas, fases y cantidades de estado. Equilibrio y temperatura. La Ley cero. El gas ideal. Descripcion cinetica. Presion, trabajo y potencial quimico. Calor y capacidad calorifica. Cambios de estado. Procesos reversibles e irreversibles. Diferenciales exactas, inexactas e integrales de linea.
3. Las leyes de la termodinamica: La primera ley. El proceso de Carnot y la entropia. Interpretacion microscopica de la entropia. Segunda ley. Equilibrio local y global. La ecuacion de Euler y la relacion de Gibbs-Duhem.
4. Termodinamica de las transiciones de fase: La regla de fases de Gibbs. Equilibrio de fases y construccion de Maxwell. La ley de accion de masas. Aplicaciones de las leyes de la termodinamica.
5. Potenciales termodinamicos: El principio de maxima entropia. La entropia. Transformaciones de Legendre. La energia libre. La entalpia. El gran potencial. Las relaciones de Maxwell. Estabilidad termodinamica.
Modulo II: Mecanica Estadistica.
6. Estados microscopicos y entropia: El espacio de fase. El significado fisico de ?(N, V, E). La definicion estadistica de la entropia. La paradoja de Gibbs. La enumeracion de los microestados.
7. Teoria de ensembles y el ensemble microcanonico: La hipotesis ergodica. El teorema de Liouville. El ensemble microcanonico. Entropia como ensemble promedio.
8. El ensemble canonico. Fundamentos de la correccion de Gibbs. Sistemas de particulas no interactuantes. Observables como ensembles promedios. La conexion entre los ensembles microcanonico y canonico. Fluctuaciones. Teorema del virial y teorema de equiparticion.
9. Aplicaciones de la estadistica de Boltzmann: Sistemas cuanticos en la estadistica de Boltzmann. Paramagnetismo. Temperatura en sistemas de dos niveles. Gases con grados de libertad inte - Metodología :Esta asignatura se desarrolla en base a clases teoricas expositivas y sesiones practicas de ejercitacion de la materia, donde se discuten problemas relacionados con los diferentes topicos de la asignatura.
- Evaluación :De acuerdo al Reglamento Interno de Docencia de Pregrado de la Facultad de Ciencias
Fisicas y Matematicas.
Certamenes y tareas.
- Facultad :CS FISICAS Y MATEMATICAS
- Departamento :FISICA
- Creditos :4
- Cupos :1
- Campus :CONCEPCION