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UNIVERSIDAD DE CHILE FACULTAD DE CIENCIAS DEPARTAMENTO DE FISICA FC-817 Mecánica Estadística Créditos Requisitos Hrs. semanales : : : 14 Termodinámica (FC420), Mecánica Cuántica I (FC730) 6.0 Contenido: 1. Repaso Matemático Distribuciones Aproximación de Stirling Coeficientes multinomiales Método del término máximo Método de los multiplicadores de Lagrange 2. Repaso de Termodinámica Ecuación fundamental Relaciones de Maxwell Variables intensivas y extensivas Transformaciones de Legendre La energía libre de Helmholtz La energía libre de Gibbs Regla Mnemotécnica Ecuación de Euler Coeficientes de expansión térmica, calores específicos y otros Jacobianos Principios de extremos 3. El Ensemble Canónico Promedio sobre ensembles Método de la distribución más probable Conexión con la termodinámica Temperaturas negativas 4. Otros Ensembles y Fluctuaciones El ensemble gran canónico El ensemble istotermal-isobático El ensemble microcanónico Fluctuaciones 5. Estadísticas de Maxwell-Boltzmann, Fermi-Dirac y Bose-Einstein La estadística de Maxwell-Boltzmann Estadística de Fermi-Dirac y Bose-Einstein 6. Gas Monoatómico Ideal La función de partición traslacional La función de partición qelec y qnucl Las funciones termodinámicas Verificación experimental de la ecuación de Sachur-Tetrode Equilibrio en un campo gravitacional 7. El Gas Ideal La función de partición traslacional 8. El Gas Ideal Diatómico La aproximación rotor-vibrador La función de partición traslacional qtras La función de partición vibracional qvib La función de partición rotacional para moléculas heteronucleares La molécula H2 Otras moléculas homonucleares La función de partición electrónica Funciones termodinámicas para moléculas diatómicas 9. Gas Ideal de Fermi Introducción Gas ideal de Fermi débilmente degenerado Gas ideal de Fermi fuertemente degenerado Electrones de un metal 10. Gas Ideal de Bose Introducción Gas de Bose débilmente degenerado Gas de Bose fuertemente degenerado Condensación de Bose-Einstein Fotones - radiación del cuerpo negro Fonones - vibraciones en sólidos 11. Mecánica Estadística Clásica La función de partición clásica Gas monoatómico interactuante Tratamiento simultáneo de grados de libertad clásicos y cuánticos Espacio de fase Ecuación de Luouville La hipótesis ergódica El ensemble microcanónico Entropía Ilustración; el gas ideal monoatómico Teorema de equipartición de la energía Teorema del virial La distribución de velocidades de Maxwell 12. Temas Optativos La matriz densidad Estrellas enanas blancas Equilibrio químico El He superfluído El modelo de Ising Bibliografía: D. McQuarre, Statistical Mechanics. Harper & Row Publishers (1976). F. Reif, Statistical and Thermal Physics. McGraw-Hill (1965).
