Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu - Centralny punkt logowania
Strona główna

Statistical Physics

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 0800-PA-STAPHY
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (0533) Fizyka Kod ISCED - Międzynarodowa Standardowa Klasyfikacja Kształcenia (International Standard Classification of Education) została opracowana przez UNESCO.
Nazwa przedmiotu: Statistical Physics
Jednostka: Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej
Grupy: Modul 1
Punkty ECTS i inne: 5.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
Język prowadzenia: angielski
Wymagania wstępne:

(tylko po angielsku) Basic knowledge of notions and methods of classical mechanics, quantum physics, mathematical analysis and linear algebra

Rodzaj przedmiotu:

przedmiot fakultatywny

Całkowity nakład pracy studenta:

(tylko po angielsku) lectures 30 h

classes 30 h

tutorial 10 h

----------------

70 h

students homework 65 h

Altogether 135 h (5 ECTS)

Efekty uczenia się - wiedza:

(tylko po angielsku) K_W01: The graduate has basic knowledge of physics corresponding to the second cycle programme level as well as advanced knowledge of statistical physics

K_W02: The graduate has in-depth knowledge of advanced maths and mathematical methods, necessary for solving physics-related problems in statistical physics

K_W05: The graduate has in-depth knowledge of statistical physics, thermodynamics of gaseous and magnetic systems, and quantum statistical physics

K_W06: The graduate has knowledge concerning the current trends in the development of physics, particularly in statistical physics

Efekty uczenia się - umiejętności:

(tylko po angielsku) K_U01: The graduate is able to use scientific methods in problem-solving, and conclusive reasoning in statistical physics

K_U05: The graduate is able to adapt knowledge and methodology of statistical physics as well as theoretical methods to astronomy and biophysics

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne:

(tylko po angielsku) K-K01: The graduate knows the level of his or her knowledge and skills and is able to formulate questions adequately. The graduate understands the need for further education.

K_K02 The graduate is able to popularize science

Metody dydaktyczne poszukujące:

- klasyczna metoda problemowa

Metody dydaktyczne w kształceniu online:

- metody rozwijające refleksyjne myślenie
- metody służące prezentacji treści

Skrócony opis: (tylko po angielsku)

Classes and lectures provide a review of some selected topics of statistical physics, along with a discussion of basic mathematical tools such as probability theory, statistics and stochastic processes. A particular attention is payed to the role of statistical physics in thermodynamics of gaseous and magnetic systems and in quantum theory. Some examples of using this method in related sciences (astronomy, biophysics) are also presented.

Pełny opis: (tylko po angielsku)

Lectures

1. Basics of probability theory.

2. Stochastic processes, Markov chains and Langevin equation.

3. Entropy vs. information. States of maximal entropy

4. Description of statistical systems. Evolution and equilibrium states.

Thermodynamic formalisms.

5. Thermodynamics of gas systems:

a) perfect gas

b) nonideal gases (virial expansion, mean field theory)

6. Thermodynamics of magnetic systems:

a) paramagnetics and Curie law

b) Ising model of nearest neighbours

c) phase transition in a Curie-Weis-Kac model

7*. Grand canonical ensemble and theory of phase transitions

8. Quantum Statistical systems:

a) formalism of quantum mechanics

b) multilevel system: Bose-Einstein and Fermi-Dirac statistics

9. Quantum gases

a) electron gas in metal

b) stability of white dwarfs

c) Bose-Einstein condensation

d) photonic gas and thermal radiation

e) phonons and crystals

f) basics of superconductivity

* not obligatory

Exercise: selected topics of statistical physics

Literatura: (tylko po angielsku)

- C. J. Thompson, Mathematical Statistical Physics

- R. Balescu, Equilibrium and Nonequilibrium Statistical Mechanics

T. C. Dorlas, Statistical Mechanics. Fundamentals and Model Solutions

Metody i kryteria oceniania: (tylko po angielsku)

Written exam + oral discussion

50-60% - grade: 3

60-70% - grade: 3+

70-80% - grade: 4

80-90% - grade: 4+

90-100% - grade 5

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2023/24" (zakończony)

Okres: 2023-10-01 - 2024-02-19
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Jacek Jurkowski
Prowadzący grup: Jacek Jurkowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2024/25" (w trakcie)

Okres: 2024-10-01 - 2025-02-23

Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Jacek Jurkowski
Prowadzący grup: Jacek Jurkowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.
ul. Jurija Gagarina 11, 87-100 Toruń tel: +48 56 611-40-10 https://usosweb.umk.pl/ kontakt deklaracja dostępności mapa serwisu USOSweb 7.1.0.0-4 (2024-09-03)