Física Estatística I - FI004

1º Semestre de 2015

Prof. Alex Antonelli

e-mail: aantone@ifi.unicamp.br

Sala 212 prédio do Depto. Física da Matéria Condensada

Ementa: Consideração gerais: Descrições mecânica e termodinâmica, papel da mecânica estatística. Mecânica estatística clássica: O método dos ensembles de Gibbs, Teorema e equação de Liouville, Ensembles microcanônico, canônico, grand-canônico e petit-canônico. Revisão da termodinâmica clássica e conexão com a mecânica estatística, o limite termodinâmico e equivalência dos ensembles. Mecanica Estatística Quântica: Ensembles puro e misto, o operador estatístico e a equação de Liouville, os operadores estatísticos de equilíbrio, o princípio de maximização da entropia de Gibbs. As estatísticas de Bose-Einstein e Fermi-Dirac, Aplicações em gases e fluidos quânticos. Transições de fase e fenômenos críticos. Fenomenologia da transição de fase. Flutuação e "scaling''. Teoria de campo médio. Grupo de renormalização.

Bibliografia

1) “Farewell to Entropy: Statistical Thermodynamics Based on Information”, Arieh Ben-Naim (World Scientific Publishing Company 2008).

2) “Entropy and the Time Evolution of Macroscopic Systems”, W. T. Grandy (Oxford University Press 2008).

3) “Statistical Mechanics: Entropy, Order Parameters, and Complexity”, James Sethna (Oxford University Press 2006).

O livro está disponível em formato pdf no site do autor: http://www.lassp.cornell.edu/sethna/

4) “Statistical Physics An Entropic Approach”, Ian Ford (John Wiley & Sons, Ltd. 2013).

5) “An Introduction to Thermodynamics and Statistical Physics”, Piero Olla (Springer 2015).

6) “Phase Transitions: A Brief Account with Modern Applications”, M. Gitterman and V. Halpern (World Scientific Publishing Company 2004).

7) “Statistical Mechanics of Phase Transitions”, J. M. Yeomans (Oxford University Press 1992).

8) “Statistical Physics: An Advanced Approach with Applications”, J. Honerkamp (Springer-Verlag 2002).

9) “Statistical Physics of Particles”, Mehran Kardar (Cambridge University Press 2007).

10) “Probability and Information”, David Applebaum (Cambridge University Press 2008).

11) “Probability Theory”, E. T. Jaynes (Cambridge University Press 2003).

12) “Statistical Mechanics”, 2^nd edition, Franz Schwabl (Springer Verlag 2006).

13) “Statistical Mechanics”, 3^rd edition, R. K. Pathria (Butterworth-Heinemann 1996).

14) “Statistical Mechanics”, 2^nd edition, K. Huang (John Wiley & Sons 1987).

15) “Introduction to Modern Statistical Mechanics”, David Chandler (Oxford University Press 1987).

16) “Statistical Physics (Course of Theoretical Physics, Volume 5)”, 3^rd edition, E. M. Lifshitz and L. D. Landau (Butterworth-Heinemann 1984).

17) “Statistical Physics: Statics, Dynamics and Renormalization”, Leo P. Kadanoff (World Scientific Publishing Company 2000).

18) “Introdução à Física Estatística”, Silvio R. A. Salinas (Editora da USP 1997).

19) “The Principles of Statistical Mechanics”, Richard C. Tolman (Oxford University Press 1938).

20) “An Introduction to Probability Theory and Its Applications” vol. I, 3^rd. edition, W. Feller (J. Wiley & Sons, Inc. 1968).

Programa

1) Elementos de Teoria das Probabilidades (Ben-Naim cap.2)

2) Elementos de Teoria da Informação (Ben-Naim cap. 3, Grandy cap.2 e Sethna cap.5)

3) Ensemble Microcanônico (Ben-Naim cap. 5, Honerkamp cap. 3 e Sethna cap. 3)

4) Dinâmica do Espaço de Fase e a Conexão com o Experimento (Sethna cap. 4 e Grandy cap. 4 )

5) Outros Ensembles e Energias Livres (Grandy cap. 3 e Sethna cap. 6)

6) Mecânica Estatística Quântica (Sethna cap. 7)

7) Transições de Fase (Gitterman, Yeomans e Sethna caps. 11 e 12)

8) Simulações Computacionais (Sethna Cap. 8)

Avaliação

3 Provas (P₁, P₂ e P₃)

Listas de Exercícios (< L > , veja critério abaixo)

MF = (P₁ + P₂ + P₃+ < L >)/4

Conceito A: 10 ≥ MF ≥ 8,5, Conceito B: 8,5 > MF ≥ 7,0, Conceito C: 7,0 > MF ≥ 5,0 e Conceito D ( reprovação): MF < 5,0

Datas para a realização das provas

P₁ : 16/04/2015

P₂ : 02/06/2015 (atenção: data da prova alterada)

P₃ : 07/07/2015

Estas datas são tentativas e poderão sofrer alterações.

IMPORTANTE: Pelo fato de não podermos contar com um monitor para corrigir as listas de exercícios e, também, pela

exiguidade de tempo, a cobrança das listas será feita da seguinte maneira: cada prova conterá um

exercício das listas correspondentes à matéria da referida prova.

Este exercício será próximo, mas não será necessariamente idêntico, ao exercício da lista.

Desta forma, < L > = (Ex1+Ex2+Ex3)/3, onde as notas Ex1, Ex2 e Ex3 têm valor no intervalo [0,10].

Note que as atividades terminam em 07/07/2015.

Portanto, não marquem viagens antes dessa data.