DPE 140 Statistisk fysikk 2 - Transportprosesser og fluktuasjoner 2012H

Fagbeskrivelse:

Studiepoeng: 5.

Adgang: PhD nivå på Det teknisk-naturvitenskaplige fakultetet Gis etter behov, og kun når et tilstrekkelig antall deltagere melder seg.

Forkunnskaper: BIT 180/350 Statistisk fysikk/FYS310 Statistisk fysikk og faststoffysikk.

Læringsutbytte: Studenten skal erverve seg grunnleggende kunnskaper om den statistiske mikroskopiske beskrivelsen av mikroskopiske transportprosesser i makroskopiske fysiske systemer (varmeledning, viskositet, diffusjon, elektrisk strøm), og selv kunne beregne transportrater i enkle tilfeller. Studenten skal videre kjenne til virkningen av statistiske fluktuasjoner i slike systemer og grunnprinsippene for irreversibel termodynamikk.

Innhold: Random walk, elementær kinetisk teori for transportprosesser (viskositet, varmeledning, elektrisk motstand, selv-diffusjon), Boltzmann-ligningen uten og med støtledd, sammenhengen med hydrodynamisk beskrivelse. Irreversible prosesser: Brownsk bevegelse, sammenhengen mellom dissipasjon og fluktuasjoner, Fokker--Planck ligningen, Wiener--Khintchine relasjonene og Nyquists teorem, Onsager-relasjonene.

Undervisning: Høstsemesteret, 4 timer per uke forelesninger og regneøvelser, evt. helt eller delvis ledet selvstudium. Evaluering: Bokstavkarakter. Muntlig eksamen.

Hjelpemidler til: eksamen: Ingen.

Pensum:

Lærebok: Frederick Reif: Statistical and Thermal Physics

Kapitlene 1, 7.9-7.13, 12-15. Kursorisk pensum (ikke eksamensrelevant) 7.13, 15.4, 15.13-15.17.

Anbefalte oppgaver (alle fra Reif):

1.8, 1.9, 1.12, 1.28, 7.26, 12.2, 12.3, 12.5, 12.6, 12.9, 12.14, 12.15, 12.16, 13.1, 13.2, 13.6, 13.7, 13.8, 13.9, 14.4, 14.5, 14.6, 15.3, 15.4, 15.5, 15.6, 15.8.