Programa del curso de Física Estadística

(2012-2013)


 

0. Introducción

0.1. Introducción
0.2. Descripciones microscópicas clásica y cuántica
0.3. Macroestado y  observables
0.4. Construcción de la Física Estadística. Teorema de Liouville
0.5. El Problema de la medida. Teoría Ergódica
0.6. Irreversibilidad temporal
0.7. Física Estadística del no equilibrio
0.8. Postulados de la Física Estadística
0.9. Función densidad clásica y cuántica

1. Teoría de las colectividades: fundamentos

1.1. Colectividad microcanónica: entropía 
1.2. Colectividad canónica:
Función de partición, operador densidad, límite clásico
1.3. Colectividad macrocanónica: función de partición, límite clásico
1.4. Teoremas de existencia
1.5. Límite termodinámico
1.6. Estabilidad

2. Teoría de las colectividades: fluctuaciones y equivalencia

2.1. Fluctuaciones canónicas de la energía. Fórmula de Einstein
2.2.
Fluctuaciones en el número de partículas. Cambios de fase. Opalescencia crítica
2.3. Fluctuación macrocanónica de la energía
2.4. Equivalencia de las colectividades

3. Teoría de las colectividades: criticalidad

3.1. Introducción a los cambios de fase
3.2.
Analiticidad de las ecuaciones de estado en sistemas finitos
3.3. Teoremas de Yang y Lee

4. Sistemas ideales

4.1. Definición
4.2. Gas de Boltzmann: rango de validez, termodinámica
4.3. Grados de libertad internos: excitación electrónica, rotación y vibración
4.4.
Un ejemplo: coexistencia sólido-vapor

5. Sólidos

5.1. Pequeñas oscilaciones: modos normales, fonones
5.2. Sistema de osciladores independientes: caso clásico
5.3. Sistema de osciladores independientes: caso cuántico
5.4.
Modelos de Einstein y Debye
5.5. Modelo de Born-von Karman

6. Cooperativismo entre espines: paramagnetismo (Langevin)

6.1. Introducción: Diamagnetismo y Paramagnetismo
6.2. Dipolos en un campo magnético
6.3. Teorema de Bohr-van Leeuwen
6.4.
Dipolos: teoría semiclásica de Langevin
6.5. Dipolos: teoría cuántica
6.6. Temperaturas negativas

7. Gas ideal cuántico

7.1. Introducción: Principio de exclusión de Pauli
7.2. Sistemas cuánticos ideales
7.3. Números de ocupación

8. Gas ideal cuántico: Sistemas fermiónicos

8.1. Gas ideal de fermiones degenerados: Energía de Fermi
8.2. Átomos pesados: modelo de Thomas-Fermi
8.3. Método de Car-Parrinello
8.4. Enanas blancas: modelo de Chandrasekhar

8.5. Magnetismo y gas de Fermi: paramagnetismo de Pauli, Diamagnetismo de Landau, efecto Haas-van Alphen
8.6. Propiedades del gas electrónico en metales: coeficientes de transporte

9. Gas ideal cuántico: Sistemas bosónicos

9.1. Gas ideal de bosones degenerados
9.2. Condensación de Bose-Einstein
9.3. Aplicación: superfluidez del Helio líquido