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MECANICA ESTADISTICA II
  Datos Materia
 

Carrera: LF - LICENCIATURA EN FISICA

Asignatura: PF025 - MECANICA ESTADISTICA II

Plan de estudios: [LF]2005(2)

Curso: 4

Numero de Asignatura: 25

Departamento: ()Ver

Modo Cursado: segundo cuatrimestre

Horas Semanales: 8 - [ Ver Horario ]


Correlativas

Para Aprobar
Aprobada:METODOS MATEMATICOS II
Aprobada:FISICA MODERNA I
Aprobada:FISICA MODERNA II
Aprobada:MECANICA ESTADISTICA I
Aprobada:INGLES TECNICO
Para Cursar
Aprobada:METODOS MATEMATICOS II
Aprobada:FISICA MODERNA I
Cursada:FISICA MODERNA II
Cursada:MECANICA ESTADISTICA I
Aprobada:INGLES TECNICO


CUERPO DOCENTE

ARAMBURU, Victor Miguel - Cargo: 2.PROFESOR ASOCIADO

 

Objetivos:

Objetivos generales:

o  Reconstruir una estructura conceptual básica de los conocimientos físicos de la mecánica estadística propios para una adecuada formación general.

o  Conocer y comprender los conceptos, principios y leyes de la Mecánica Estadística.

o  Describir la Fenomenología de fenómenos críticos en fluidos y en ferromagnetos

o  Apreciar la importancia de la termodinámica estadística en la descripción de las propiedades de la materia.

o  Valorar la utilidad de la resolución de problemas en mecánica estadística como herramienta indispensable en el estudio de las propiedades físicas de la materia.

o  Demostrar flexibilidad mental y objetividad en el planteo y discusión de argumentos.

 

Objetivos Específicos:

o  Analizar las aproximaciones realizadas a los diferentes modelos empleados en el campo de la mecánica estadística.

o  Estudiar el modelo de Ising para el Ferromagnetismo y comparar las distintas aproximaciones.

o  Adquirir habilidad para transferir los nuevos conceptos adquiridos a situaciones concretas, justificando la validez de la transferencia.

o  Resolver problemas prácticos que involucren propiedades termodinámicas de sistemas formados por subsistemas idénticos e indistinguibles.

  • Expresar con claridad y pertinencia en las exposiciones orales, los conceptos estudiados.

 

Programa Analítico:

 Programa de Contenidos Teóricos.

Unidad Nº 1:

Un gas ideal en el colectivo microcanónico mecánico cuántico. Un gas ideal en otros colectivos mecánico cuánticos. Estadística del número de ocupación.

 

Unidad Nº 2:

Sistemas gaseosos compuestos de moléculas con movimiento interno: moléculas monoatómicas; moléculas diatómicas; moléculas poliatómicas. Gas ideal de moléculas diatómicas. Grados rotacionales de libertad. Grados de libertad nucleares y su interrelación con los grados de libertad rotacionales en moléculas diatómicas homonucleraes. Gas de moléculas biatómicas simétricas a bajas temperaturas. Grados de libertad vibracional. Grados electrónicos de libertad.  Moléculas poliatómicas.

 

Unidad Nº 3:

Aplicaciones de la estadística de  Bose-Einstein y Fermi-Dirac.

Termodinámica del comportamiento de un gas ideal de Bose. Termodinámica de la radiación de cuerpo negro. Excitación elemental del helio liquido. La condensación de Bose-Einstein.

Termodinámica del comportamiento de un gas ideal de Fermi. Comportamiento magnético de un gas ideal de Fermi: paramagnetismo de Pauli, diamagnetismo de Landau. Gas de electrones en metales. Reducción a la Estadística de Maxwell - Boltzmann

 

Unidad Nº 4:

Fenómenos cooperativos. Ferromagnetismo. Orden en aleaciones. Transiciones: gas – líquido. Antiferromagnetismo. Ferrimagnetismo. El modelo de Ising en el ferromagnetismo. Aplicación al modelo de solución sólida y al modelo de gas reticular. La aproximación de Weiss del “campo molecular”. La ley de Currie – Weiss. Índice crítico en la aproximación de Weiss.

 

Unidad N º5:

La aproximación de Braggs – Williams en soluciones sólidas y en el ferromagnetismo. Equivalencia con la aproximación de Weiss.

La aproximación de Bethe – Peierls. Otras aproximaciones para el modelo de Ising.  El modelo de Ising en sistemas lineales. Solución por el método de ecuaciones de recurrencia.

 

Unidad Nº 6:

Fenómenos críticos. Exponentes críticos. Desigualdades termodinámicas. Teoría fenomenológica de Landau. Hipótesis de escala para funcionas termodinámicas. Correlaciones y fluctuaciones.

 

14.2 Programa de Contenidos Prácticos.

Práctico Nº 1- Estadísticas Cuánticas.

Práctico Nº 2- Moléculas Diatómicas

Práctico Nº 3- Aplicaciones de la estadística de  Bose-Einstein y Fermi-Dirac

Práctico Nº 4- Fenómenos cooperativos.

Práctico Nº 5- Aproximaciones al Modelo de Ising

Práctico Nº 6- Fenómenos críticos.

 

Sistema de Evaluación:

 

Aspecto

Criterio

Instrumento

Peso

Asistencia y participación

Participación activa en clase.

Actividad en trabajos grupales.

Actitud de participación, reflexión y autocrítica

Observación de la clase

15 %

Conceptuali-zación de contenidos

Capacidad para organizar el tratamiento teórico de los contenidos.

Dominio conceptual de la materia: claridad en la presentación de conceptos  y relación entre los mismos

Evaluación teórica escrita

45 %

Realización de trabajos prácticos

Entrega de trabajos prácticos:

En cada trabajo práctico se analiza:

·         Estructura del trabajo.

·         Calidad de presentación, ortografía y originalidad.

·         Nivel de calidad, claridad y pertinencia en el desarrollo de los trabajos prácticos y parciales

Evaluación práctica escrita

35 %

Aportes personales

Originalidad y adecuación a los contenidos

Observación directa

5 %

 

Bibliografía:

o  Pathria, R. K.  Statistical Mechanics. Edit. Butterworth – Heinemann. 2001.

o  Hill, Terrel. Introducción a la Termodinámica Estadística. Paraninfo. Madrid. 1970.

o  Huang, Kerson. Statistical Mechanics. Jhon Whiley y Sons. 1963.

o  Reichl, L. E. l. A Modern Course in Statistical Physics. University of Texas Press, Austin. 1982.

o  Stanley, Eugene H. Introduction to Phase Transitions and Critical Phenomena. Oxford University Preess. 1971

o  Kubo, Ryogo. Statistical Mechanics: An Advanced Corse with Problems and Solutions. North - Holland. 1993

 

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA:

Unidad 1. Estadística Cuántica. Aplicaciones.

o   Pathria, R. K.  Statistical Mechanics. Edit. Butterworth – Heinemann. 2001.

Cap. 5. Formulation of Quantum Statistics. Págs. 111 – 115. Cáp. 7: Ideal Bose Sistems. Págs. 157 – 193.

Cap. 8 Ideal Fermi Sistems. Págs. 195 – 231.

 

Unidad 2. Moléculas Diatómicas. Moléculas Poliatómicas.

o   Pathria, R. K.  Statistical Mechanics. Edit. Butterworth – Heinemann. 2001. Cap. 6. The Theory of Simple Gases. Págs. 140 – 155.

Unidad 3.

o   Pathria, R. K.  Statistical Mechanics. Edit. Butterworth – Heinemann. 2001.

Cap. 11. Phase transitions: criticality, universality and scalin.  Págs. 305 – 364.

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