Bài giảng Vật lý thống kê (Dành cho học viên cao học Vật lý) - Nguyễn Hồng Quảng

3/8/2017 1 Bài giảng Vật lý thống kê Dành cho học viên cao học Vật lý Giảng viên: Nguyễn Hồng Quảng Ngày 08/03/2017 Giới thiệu 1. Đối tượng của Vật lý thống kê 2. Phương pháp nghiên cứu Vật lý thống kê 3. Nội dung cơ bản của Học phần 4. Kế hoạch về thời gian 5. Tài liệu học tập và tham khảo chính 6. Thông tin giảng viên 3/8/2017 2 1. Đối tượng của Vật lý thống kê Physics Vật lý học gồm những chuyên ngành gì? 1. Đối tượng của Vật lý thống kê Nhiệm vụ của Vật lý thống kê là : Nhiệt và Nhiệt động lực học Vật lý lượng tử - Giải thích các hiện tượng đã biết về bằng các phương pháp của 3/8/2017 3 1. Đối tượng của Vật lý thống kê Bất kỳ vật nào cũng được tạo thành từ một số rất lớn các phân tử, nguyên tử ( gọi chung là các hạt) Hệ nhiều hạt Các hạt này có điểm giống nhau: chúng đều - Rất lớn về số lượng (cỡ NA ~ 6.10 23)  thống kê - Rất bé về kích thước (~ 10-8 cm)  lượng tử Nhưng, cũng có điểm khác nhau về tính chất bên trong  Sự khác nhau về tính chất (Cơ, Nhiệt, Điện, Quang) của các vật được tạo thành  Tại sao ??? 1. Đối tượng của Vật lý thống kê Nhiệt và Nhiệt động lực học nghiên cứu gì ? 3/8/2017 4 1. Đối tượng của Vật lý thống kê Nhiệm vụ của Nhiệt & NĐL học Tìm ra các quy luật từ các hiện tượng về nhiệt  Tìm cách giải thích các hiện tượng đó  Vận dụng các quy luật đó vào thực tế Nhưng  Còn một số hiện tượng nhiệt chưa thể giải thích được  Khả năng tạo ra vật liệu mới ??? Vì sao ? Giải pháp ? 1. Đối tượng của Vật lý thống kê Vật lý thống kê lượng tử nghiên cứu gì? 3/8/2017 5 1. Đối tượng của Vật lý thống kê Nhiệm vụ của Vật lý thống kê: Từ các tính chất bên trong của các hạt tạo thành hệ, cần phải :  Tìm được quy luật vận động, biến đổi của hệ  Giải thích các tính chất của vật được tạo thành  Khả năng, cách thức làm biến đổi vật đó  Tìm ra chất mới, vật mới có tính chất khác 1. Đối tượng của Vật lý thống kê Vật lý thống kê theo quan điểm cổ điển  Dựa vào Cơ học cổ điển (Cơ học Hamilton)  Giải thích được một số hiện tượng thông thường, trong phạm vi Vật lý cổ điển  Chưa thể giải thích được đầy đủ nhiều hiện tượng khác (ví dụ: nhiệt dung của vật rắn, bức xạ của vật đen tuyệt đối ở nhiệt độ cao, ) 3/8/2017 6 1. Đối tượng của Vật lý thống kê Vật lý thống kê theo quan điểm lượng tử  Sử dụng Cơ học lượng tử và các quy luật TK  Cho phép giải thích đầy đủ các hiện tượngmà VLTK cổ điển không thể giải thích được  Cho phép tạo ra vật liệu mới, ưu việt hơn cái đã có  Cho phép dự đoán về các hiện tượng khác  Cho phép giải thích được cả các hiện tượng cổ điển 2. Phương pháp Vật lý thống kê 3/8/2017 7 2. Phương pháp Vật lý thống kê Phương pháp: – Sử dụng Lý thuyết xác suất và – Cơ học (cổ điển, lượng tử) để tìm ra – Các quy luật thống kê (hàm phân bố) và – Tính trị trung bình các đại lượng cần đo đặc trưng cho tính chất vật lý của vật (hệ hạt) Công cụ: - Phương trình vi phân, tích phân, đạo hàm, 3. Nội dung của Học phần 1. Nhắc lại một số kiến thức về Nhiệt ĐLH 2. Một số khái niệm mở đầu 3. Phân bố Gibbs theo năng lượng tự do 4. Phân bố Maxwell – Boltzmann 5. Phân bố Fermi – Dirac 6. Phân bố Bose – Einstein 7. Thăng giáng 8. Chuyển pha 3/8/2017 8 4. Kế hoạch về thời gian Chương Nội dung Lý thuyết Bài tập 1 Một số kiến thức về Nhiệt học và Nhiệt động lực học (nhắc lại) 4 3 2 Một số khái niệm cơ bản về VLTK 4 0 3 Phân bố Gibbs theo năng lượng tự do 4 3 4 Phân bố Maxwell – Boltzmann 4 3 5 Phân bố Fermi – Dirac 4 3 6 Phân bố Bose – Einstein 4 3 7 Thăng giáng 3 0 8 Chuyển pha 3 0 Tổng 30 15 5. Tài liệu học tập & tham khảo 1. Vũ Thanh Khiết, Vật lý thống kê, NXB ĐHQG Hà nội, 1997 (và các TLTK trong đó) 2. Đỗ Xuân Hồi, Vật lý thống kê và Nhiệt động học 3. Nguyễn Hữu Mình, Bài tập Vật lý lý thuyết – tập 2 (Cơ học lượng tử, Vật lý thống kê), 2007 4. Trần Công Phong, Bài tập Vật lý thống kê, NXB ĐHQG Hà nội, 2006 5. Một số tài liệu trên Internet (NHQ’s homepage)