İstatistiksel Fizik ve Termodinamik I - Güz 2006-2007 Ayşe Erzan erzan@itu.edu.tr Tel: 285 3277 Ders içeriği: 1. Maddenin mikroskopik ve makroskopik betimlemesi. Gazlar, sıvılar, amorf yapılar, kristaller. Bunların makroskopik özellikleri ve mikroskopik yapıları. İstatistiksel fiziğin ve termodinamiğin konuları. 2. Olasılık, olasılık yoğunluğu ve ortalamalar. Brown hareketi. Gauss dağılımı. 3. Yaygın ve yeğin termodinamik büyüklükler, etkileşimler, denge durumu, sanki dengede süreçler, dengeye varış. Farklı zaman skalaları. Tersinirlik ve tersinmezlik. Sıcaklık ve entropi. Isı hazneleri. Mutlak sıcaklık. TD 0. Yasası. 4. Sistemin “durum”ları. Temel istatistiksel postülalar: Eş olasılık postülası. Termodinamik büyüklüklerin hesaplanması. İzole bir sistemin denge durumundaki olasılık dağılımı ve entropinin mikroskopik (mutlak) tanımı. Mikrokanonik topluluk. 5. Gazların kinetik teorisi. Klasik yaklaştırımın yeterliliği. Hal denklemleri. Ideal gaz yasası. Paramanyetizma. Etkileşen moleküller: Van der Waals denklemi. 6. Enerji korunumu: TD I. Yasası. İş ve ısı. Isı sığası. Mutlak sıcaklık ve Termodinamiğin III. Yasası. 7. Termodinamik çevrimler. Adiabatik süreçler. TD II. Yasası. Carnot Teoremi. Mutlak sıcaklık skalası. Soğutucular ve ısı makinaları. 8. Sabit sıcaklıkta tutulan sistemler: kanonik topluluk. Maxwell-Boltzmann dağılımı. Karışma entropisi ve ayırdedilemezlik. Kararlılık koşulları: Helmholz ve Gibbs erbest enerjileri. Legendre dönüşümleri. Maxwell bağıntıları. 9. Farklı sistemlere uygulamalar. Ideal gaz, paramanyetik sistem, eşlenik salınıcılar, polimerik sistemler. Eş bölüşüm teoremi. 10. Kimyasal potansiyel. Büyük Kanonik topluluk. Faz diyagramları, hal değişimleri, çok fazlı durumlar. Clausius-Clapeyron denklemi. 11. Ideal gazların kuvantum istatistiği. Maxwell-Boltzmann, Bose-einstain ve Fermi Dirac dağılımları. 12. Kara cisim ışıması. Katıların ısı sığası. Elektronların ısı sığası. Metallerin iletkenliği. Kitaplar: F. Reif , Fundamentals of statistical and thermal physics (McGraw-Hill, New York 1965) Ayrıca bakınız: F. Reif, Statistical Physics - Berkeley Physics Course 5 (Mc Graw-Hill, N.Y. 1967) D.J. Amit Y. Verbin, Statistical Physics: An introductory course L. Kadanoff, Statistical Physics: statics, dynamics and renormalization Notlama: Her hafta kısa sınav(%25) ve ödev(%10), iki arasınav (2 x %20), sınav (%25). 1. Arasınav 20 Ekim 2. Arasınav 1 Aralık