Hintergrund-oben
Home | Studium | Forschung | Organisation | Highlights | Personen | 
change language

Modul 63.1 : Theoretische Physik III (Statistische Mechanik)

2. Veranstaltungen des Moduls: Vorlesung (4 SWS), Übung (2 SWS), betreut in Kleingruppen

3. Modulverantwortliche(r): Verantwortlich sind die Lehrenden, Professor(inn)en und Dozent(inn)en der Theoretischen Physik, im Wechsel

4. Lehrinhalte: 

Kernpunkte der Veranstaltung sind:

  • Thermodynamik: Grundkonzepte: thermodynamisches Gleichgewicht, System und Umgebung (Wärmebäder), Zustand, Zustandsgrößen, Hauptsätze der Thermodynamik, Entropie, thermodynamische Potentiale, Zustandsgleichungen, Gleichgewichts- und Stabilitätsbedingungen, thermodynamische Koeffizienten, Anwendungen (z.B. Chemische Reaktionen, Wärmekraftmaschinen, Thermodynamik von Phasenübergängen)
  • Grundlagen der statistischen Physik: Mikroskopische Definitionen der Entropie, Wärme und Temperatur, Gesamtheiten, Zustandssummen, freie Energien, thermodynamischer Limes, Fluktuationen, Beziehung zur Thermodynamik und Informationstheorie
  • Quantenstatistik: Statistische Quantenmechanik, Ideale Quantengase, Bose-Einstein- und Fermi-Dirac-Verteilung, Stark entartete Fermi- und Bosegase, Bose-Einstein-Kondensation
  • Ausblick in weiterführende Themen, z.B. Prozesse fern vom thermodynamischen Gleichgewicht, Phasenübergänge, Computersimulationsmethoden

5. Kompetenzen:

In makroskopischen Systemen mit sehr vielen Teilchen bzw. Freiheitsgraden kommt es durch das Zusammenspiel vieler gleichartiger Elemente zu neuen physikalischen Phänomenen und Gesetzmäßigkeiten. Beispielsweise gibt es in makroskopischen Systemen eine eindeutig aus-gezeichnete Zeitrichtung („Zeitpfeil“); neue physikalische Größen treten auf, z.B. Temperatur und Wärme; man beobachtet neue „universelle“ Gesetze, z.B. die Diffusionsgleichung und grundlegend neuartige Phänomene, z.B. Phasenübergänge. In der Veranstaltung wird vermittelt, wie dieses mikroskopisch begründet und phänomenologisch beschrieben werden kann. Die Studierenden werden mit den zentralen Begriffen „thermodynamisches Gleichgewicht“ und „Entropie“ vertraut und lernen Konzepte kennen, die sehr breit und weit über die Physik hinaus angewendet werden können: z.B. in Chemie, Biologie, Ingenieurwissenschaften bis hin zu Wirtschafts- und Sozialwissenschaften.

6. Anzahl Einzelleistungen: eine benotete Einzelleistung

7. Prüfungsformen: Klausur

8. Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten: regelmäßige aktive Teilnahme an Vorlesungen und Übungen. Begleitend zur Vorlesung muß eine Nacharbeitung anhand von Physik- (Standard) Lehrbüchern erfolgen. Zu den Übungen müssen Aufgaben zu Hause gelöst und in den Übungen vorgerechnet werden, die Übungsaufgaben werden jeweils eine Woche vorher ausgegeben. Die Klausur bezieht sich auf die Vorlesung und die Übungsaufgaben.

9. Leistungspunkte: Leistungspunkte (LP) für das Modul: 9 LP

10. Teilnahmevoraussetzungen und Vorkenntnisse: keine

11. Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls: Wahlpflichtmodul Masterstudiengang Biophysik. Das Modul ist verwendbar für Modul 63.

12. Dauer des Moduls/Angebotsturnus: jährlich, jeweils im Wintersemester

 



  • @ Uni Bielefeld
  • | Letzte Änderung: 01.10.2014
  •  
  • | Kontakt
  • | Datenschutz
  • | Impressum
  • | Druckansicht PDF