Statistische fysica

Statistical Physics

Studiewijzer 2025/2026

Globale inhoud

De volgende concepten worden behandeld: ensembletheorie, Boltzmann statistiek, toestandssom, vrije energie, Bose-Einstein en Fermi-Dirac statistiek, wisselwerkende deeltjes. Toepassingen: thermische excitatie van atomen, paramagnetisme, Maxwellverdeling, gedegenereerde Fermigassen, Sommerfeldontwikkeling, straling van een zwart lichaam, kosmische achtergrondstraling, Debijetheorie, Bose-Einstein faseovergang, clusterontwikkeling, Curie-Weiss model voor een ferromagneet.

Studiemateriaal

Literatuur

• D.V. Schroeder, 'Introduction to thermal physics', Addison Wesley Longman, 1999, tweede helft.

Leerdoelen

• 1. Understand key thermodynamic concepts, such as entropy, free energies, and thermodynamic potentials, evaluate how they are related and relevant under different conditions, and apply them to examples such as ideal gases.
• 2. Apply thermodynamic concepts to heat engines and refrigerators, analysing both idealized and real-life cases.
• 3. Understand and describe the thermodynamics of phase transitions of both pure substances and mixtures
• 4. Analyse statistical ensembles and apply the partition function to determine thermodynamic potentials and thermodynamic properties of a system
• 5. Describe and analyse examples such as Blackbody radiation and simple interacting systems using quantum statistics and mean field theory.
• 6. Understand and describe the mathematical underpinning and logic relating the phenomenological thermodynamic approach with statistical physics.-

Onderwijsvormen

• Hoorcollege
• Werkcollege
• Zelfstudie

Hoorcollege, werkcollege en huiswerk (er zijn drie sets met huiswerk opdrachten, zie beneden).

Verdeling leeractiviteiten

Aanwezigheid

Aanwezigheidseisen opleiding (OER-B):

• Van elke student wordt actieve deelname verwacht aan het onderwijsonderdeel waarvoor hij staat ingeschreven. Een student die de eerste twee werkcolleges van een lesblok geen gebruik maakt van de werkcolleges, zal administratief uit de werkcollegegroep verwijderd worden. Een verzoek opnieuw ingeschreven te worden bij de werkcolleges kan ingediend worden bij de opleidingscoördinator.
• Als een student door overmacht niet aanwezig kan zijn bij een verplicht onderdeel van het onderdeel, dient hij dit zo snel mogelijk schriftelijk te melden bij de betreffende docent. De docent kan, eventueel na overleg met de studieadviseur, besluiten om de student een vervangende opdracht op te leggen.
• Het is niet toegestaan om verplichte onderdelen van een onderdeel te missen als er geen sprake is van overmacht.
• Bij kwalitatief of kwantitatief onvoldoende deelname, kan de examinator de student uitsluiten van verdere deelname aan het onderdeel of een gedeelte daarvan. Voorwaarden voor voldoende deelname worden van te voren vastgelegd in de studiewijzer.

Toetsing

Opdrachten

Huiswerk: er zijn drie sets met huiswerkopdrachten, in te leveren via Canvas. De huiswerkopdrachten kunnen een bonus opleveren op het eindcijfer, bonus maximaal +0.4

Fraude en plagiaat

Dit vak hanteert de algemene 'Fraude- en plagiaatregeling' van de UvA. Hier wordt nauwkeurig op gecontroleerd. Bij verdenking van fraude of plagiaat wordt de examencommissie van de opleiding ingeschakeld. Zie de Fraude- en plagiaatregeling van de UvA: http://student.uva.nl

Weekplanning

Aanvullende informatie

Dit college sluit aan op het vak Thermische fysica.

Aanbevolen voorkennis: Klassieke mechanica, Quantumfysica 1 en 2, Thermische fysica.

Contactinformatie

Coördinator

• Peter Schall