Закреплена за кафедрой | Кафедра радиофизики и теоретической физики |
---|---|
Направление подготовки | 03.03.02. Физика |
Форма обучения | Очная |
Общая трудоемкость | 3 ЗЕТ |
Учебный план | 03_03_02_Ф-1-2020 |
|
|
Распределение часов по семестрам
Курс (семестр) | 4 (7) | Итого | ||
---|---|---|---|---|
Недель | 19 | |||
Вид занятий | УП | РПД | УП | РПД |
Лекции | 20 | 20 | 20 | 20 |
Практические | 22 | 22 | 22 | 22 |
Сам. работа | 39 | 39 | 39 | 39 |
Часы на контроль | 27 | 27 | 27 | 27 |
Итого | 108 | 108 | 108 | 108 |
Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году
Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2020-2021 учебном году на заседании
кафедры
Кафедра радиофизики и теоретической физики
Протокол от 15.06.2020 г. № 9
Заведующий кафедрой д.ф.-м.н., профессор Лагутин Анатолий Алексеевич
1.1. | Получение знаний о фундаментальных законах статистической физики, физических процессах и явлениях, рассматриваемых в рамках данной дисциаплины. Освоение математического аппарата статистической физики. Освоение методов рассчета флуктуаций физических величин. Применение статистических методов к рассмотрению броуновского движения. |
---|
Цикл (раздел) ООП: Б1.В |
ОПК-3 | способностью использовать базовые теоретические знания фундаментальных разделов общей и теоретической физики для решения профессиональных задач |
ПК-1 | способностью использовать специализированные знания в области физики для освоения профильных физических дисциплин |
В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
3.1. | Знать: |
---|---|
3.1.1. | О современном состоянии, теоретических работах и результатах экспериментов в данной области исследований. О перспективных направлениях исследований в области статистической физики. |
3.2. | Уметь: |
3.2.1. | Знать принципы получения квантовых и классических функций распределения. Уметь применять методы статистической физики для рассчета средних значений и флуктуаций физических величин. |
3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
3.3.1. | решения задач статистической физики для идеальных и неидеальных статистических систем. применения методов статистической физики к рассчету средних значений и флуктуаций физических величин. |
Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
---|---|---|---|---|---|---|
Раздел 1. Микроскопическое задание статистической системы. Основные представления, квантовые и классические функции распределения. Общие методы равновесной статистической механики, канонические распределения. | ||||||
1.1. | Микроскопическое задание статистической системы.Микроскопическое состояние как чистое и смешанное механическое состояния. Классическое описание статистической системы. Функция распределения. Уравнение Лиувилля. | Лекции | 7 | 2 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.2 |
1.2. | Микроскопическое задание статистической системы. | Практические | 7 | 4 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л2.2 |
1.3. | Микроскопическое задание статистической системы. | Сам. работа | 7 | 6 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.2 |
Раздел 2. Микроскопическое задание статистической системы. | ||||||
2.1. | Плотность распределения микросостояний для адиабатически изолированной статистической системы. Микроканоническое распределение. Статистический вес и его связь с термодинамическими характеристиками. | Лекции | 7 | 4 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.2 |
2.2. | Плотность распределения микросостояний для адиабатически изолированной статистической системы. Микроканоническое распределение. Статистический вес и его связь с термодинамическими характеристиками. | Практические | 7 | 2 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л2.2 |
2.3. | Плотность распределения микросостояний для адиабатически изолированной статистической системы. Микроканоническое распределение. Статистический вес и его связь с термодинамическими характеристиками. | Сам. работа | 7 | 5 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.2 |
Раздел 3. Каноническое распределение. | ||||||
3.1. | Функция распределения для системы с фиксированным числом частиц и заданной температурой. Каноническое распределение. Статистическая сумма и ее связь с термодинамическими величинами. | Лекции | 7 | 2 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.2 |
3.2. | Функция распределения для системы с фиксированным числом частиц и заданной температурой. Каноническое распределение. Статистическая сумма и ее связь с термодинамическими величинами. | Практические | 7 | 2 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л2.2 |
3.3. | Функция распределения для системы с фиксированным числом частиц и заданной температурой. Каноническое распределение. Статистическая сумма и ее связь с термодинамическими величинами. | Сам. работа | 7 | 9 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.2 |
Раздел 4. Системы с переменным внешним параметром | ||||||
4.1. | Системы с переменным внешним параметром. Большая статистическая сумма. Большое каноническое распределение. Критерии применимости классического приближения. Классическое выражение для статистического веса. Статистические интегралы. | Лекции | 7 | 4 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.2 |
4.2. | Системы с переменным внешним параметром. Большая статистическая сумма. Большое каноническое распределение. Критерии применимости классического приближения. Классическое выражение для статистического веса. Статистические интегралы. | Практические | 7 | 2 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л2.2 |
4.3. | Системы с переменным внешним параметром. Большая статистическая сумма. Большое каноническое распределение. Критерии применимости классического приближения. Классическое выражение для статистического веса. Статистические интегралы. | Сам. работа | 7 | 6 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.2 |
Раздел 5. Числа заполнения для систем тождественных частиц. Теория идеальных систем. Статистическая теория неидеальных систем. | ||||||
5.1. | Понятие о числах заполнения. Числа заполнения для систем тождественных частиц. Статистика Ферми–Дирака. Статистика Бозе–Энштейна. Статистика Больцмана. Ферми–газ. Вырожденный и слабо вырожденный Ферми-газ. Электронный газ в металлах. Бозе–газ. Бозе–конденсация. Многоатомные идеальные газы. | Лекции | 7 | 2 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.2 |
5.2. | Понятие о числах заполнения. Числа заполнения для систем тождественных частиц. Статистика Ферми–Дирака. Статистика Бозе–Энштейна. Статистика Больцмана. Ферми–газ. Вырожденный и слабо вырожденный Ферми-газ. Электронный газ в металлах. Бозе–газ. Бозе–конденсация. Многоатомные идеальные газы. | Практические | 7 | 4 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1 |
5.3. | Понятие о числах заполнения. Числа заполнения для систем тождественных частиц. Статистика Ферми–Дирака. Статистика Бозе–Энштейна. Статистика Больцмана. Ферми–газ. Вырожденный и слабо вырожденный Ферми-газ. Электронный газ в металлах. Бозе–газ. Бозе–конденсация. Многоатомные идеальные газы. | Сам. работа | 7 | 9 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.2 |
Раздел 6. Статистическое описание неидеальных систем. Флуктуации. | ||||||
6.1. | Статистическое описание неидеальных систем. Корреляционные функции и их связь с макроскопическими параметрами системы. Цепочка уравнений Боголюбова. Флуктуации термодинамических величин. Применение корреляционных функций для расчета флуктуаций. | Лекции | 7 | 2 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.2 |
6.2. | Статистическое описание неидеальных систем. Корреляционные функции и их связь с макроскопическими параметрами системы. Цепочка уравнений Боголюбова. Флуктуации термодинамических величин. Применение корреляционных функций для расчета флуктуаций. | Практические | 7 | 4 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.2 |
6.3. | Статистическое описание неидеальных систем. Корреляционные функции и их связь с макроскопическими параметрами системы. Цепочка уравнений Боголюбова. Флуктуации термодинамических величин. Применение корреляционных функций для расчета флуктуаций. | Сам. работа | 7 | 2 | ОПК-3 | Л1.1, Л3.1, Л2.2 |
Раздел 7. Броуновское движение.Теория флуктуаций. Броуновское движение и случайные процессы. | ||||||
7.1. | Броуновское движение. Уравнение Смолуховского. Уравнение Фоккера–Планка. | Лекции | 7 | 4 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.2 |
7.2. | Броуновское движение. Уравнение Смолуховского. Уравнение Фоккера–Планка. | Практические | 7 | 4 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.1, Л2.2 |
7.3. | Броуновское движение. Уравнение Смолуховского. Уравнение Фоккера–Планка. | Сам. работа | 7 | 2 | ОПК-3 | Л1.1, Л2.2 |
5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
Микроскопическое задание статистической системы. Микроскопическое состояние как чистое механическое состояние: классический и квантовый подходы. Микроскопическое состояние как смешанное квантовомеханическое состояние. На-блюдаемые значения динамических величин. Фазовый ансамбль статистических систем. Функция распределения частиц системы в фазовом пространстве. Уравнение Лиувилля. Микроканоническое распределение Гиббса. Каноническое распределение Гиббса. Большое каноническое распределение Гиббса. Переход к классическому описанию статистической системы. Числа заполнения. Статистика Ферми-Дирака. Статистика Бозе-Эйнштейна. Статистика Больцмана. Вырожденный ферми-газ. Слабо вырожденный ферми-газ. Идеальные многоатомные газы: модель системы, учет вращений, учет колебаний. Общие положения теории неидеальных систем. Корреляционные функции. Условия ослабления корреляций. Связь корреляционных функций с характеристиками системы. Цепочка уравнений Боголюбова для равновесных корреляционных функций. Вириальное разложение. Флуктуации макроскопических величин и их связь с корреляционными функциями. Цепочка уравнений Боголюбова для неравновесной статистической системы. Уравнение Власова. Уравнение Больцмана. |
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
см. приложение |
6.1. Рекомендуемая литература | ||||
6.1.1. Основная литература | ||||
Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
Л1.1 | М. А. Леонтович | Введение в термодинамику. Статистическая физика: [учеб. пособие] | СПб.: Лань, 2008 | bwbooks.net |
6.1.2. Дополнительная литература | ||||
Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
Л2.1 | Кондратьев А.С., Райгородский П.А. | Задачи по термодинамике, статистической физике и кинетической теории: учебная литература | "Физматлит", 2007 | |
Л2.2 | Квасников, Иридий Александрович | Термодинамика и статистическая физика: учеб. пособие для вузов | М. : [Едиториал] , 2002 | |
6.1.3. Дополнительные источники | ||||
Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
Л3.1 | Абраимов С.Г. | Статистическая физика сложных систем: от фракталов до скейлинг-поведения: учеб. пособ. | М: Изд-во Либроком, 2012 | |
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
Название | Эл. адрес | |||
Э1 | Статистическая физика | portal.edu.asu.ru | ||
6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
Аудитория | Назначение | Оборудование |
---|---|---|
Учебная аудитория | для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик | Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска) |
Помещение для самостоятельной работы | помещение для самостоятельной работы обучающихся | Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ |