FYSA2040 Statistinen fysiikka, osa A (5 op)

Avaa opintojakson esite Sisussa
Opinnon taso:
Aineopinnot
Arviointiasteikko:
0-5
Suorituskieli:
suomi
Vastuuorganisaatio:
Fysiikan laitos
Opetussuunnitelmakaudet:
2024-2025, 2025-2026, 2026-2027, 2027-2028

Kuvaus

  • Termodynamiikan pääsäännöt

  • Systeemin mikrotilat ja makrotila

  • Lämpötila, paine, sisäenergia, lämpö ja työ

  • Entropia, reversiibeli ja irreversiibeli prosessi

  • Vastefunktiot, esim. lämpökapasiteetti

  • Sykliset prosessit ja Carnot'n kone

  • Klassinen faasiavaruus

  • Paramagnetismi, magneettinen Jäähdytys

  • Faasitransitiot, faasitasapainon ehto

  • Isingin malli; keskimääräisen kentän approksimaatio ja simulointi

Osaamistavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija

  • tuntee termodynamiikan pääsäännöt
  • ymmärtää entropian merkityksen

  • tuntee tärkeimmät termodynaamiset potentiaalit

  • ymmärtää lämpökylvyn vaikutuksen systeemiin ja miksi se johtaa energiassa Boltzmannin jakaumaan

  • osaa laskea termodynaamisen suureiden lämpötilariippuvuuden partititiofunktion avulla kun energiaspektri tunnetaan

  • hallitsee syklisten prosessien, kuten lämpövoimakoneiden, jääkaappien ja lämpöpumppujen termodynamiikan

  • tuntee statistisen fysiikan ja termodynamiikan välisen yhteyden

  • hallitsee faasimuutosten perusteet ja osaa lukea faasidiagrammeja

Esitietojen kuvaus

  • FYSP1010 Mekaniikan perusteet,

  • FYSP1020 Värähtelyt ja termodynamiikka,

  • FYSA2003 Moderni fysiikka, osa A,

  • MATP211-213 Calculus 1-3,

  • MATA114 Differentiaaliyhtälöt (tai vastaavat tiedot).

  • Lisäksi suositellaan opintojaksoa FYSA2030 Kvanttimekaniikka, osa A. 

Oppimateriaalit

Luentomoniste

Kirjallisuus

  • Franz Mandl, Statistical Physics, ISBN-13: 978-0471915331, ISBN-10: 0471915335.
  • Roger Bowley and Mariana Sanchez, Introductory Statistical Mechanics, ISBN-13: 978-0198505761 ISBN-10: 0198505760.
  • Jouko Arponen ja Juha Honkonen, Statistinen Fysiikka, ISBN-13: 9789517451895, ISBN-10: 951745189X.
  • Linda Reichl , A Modern Course in Statical Physics, ISBN-13: 978-3527413492 ISBN-10: 3527413499

Suoritustavat

Tapa 1

Arviointiperusteet:
Harjoitustehtävät ja tentti.
Opetusajankohta:
Periodi 1
Valitaan kaikki merkityt osat

Tapa 2

Kuvaus:
Tämä suoritustapa on tarkoitettu opiskelijoille, joille toinen suoritustapa ei erityisistä syistä ole mahdollinen (esim. opetuskieli, asuminen muualla, suositus yksilöllisistä opintojärjestelyistä). Suoritustavasta on otettava yhteyttä opettajaan ennen kurssille ilmoittautumista.
Arviointiperusteet:
Tentti
Valitaan kaikki merkityt osat
Suoritustapojen osat
x

Osallistuminen opetukseen (5 op)

Tyyppi:
Osallistuminen opetukseen
Arviointiasteikko:
0-5
Arviointiperusteet:
<p>Harjoitustehtävät ja tentti.&nbsp;</p>
Työskentelytavat:

Luennot, harjoitustehtävät, ohjaukset, tentti. 

Opetus

x

Itsenäinen työskentely (5 op)

Tyyppi:
Itsenäinen työskentely
Arviointiasteikko:
0-5
Arviointiperusteet:
<p>Tentti</p>
Suorituskieli:
suomi
Työskentelytavat:

Tentti tai kotitentti

Opetus