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Theoretische Physik 4

Statistische Mechanik und Thermodynamik

  • Reiner M. Dreizler
  • Cora S. Lüdde

Part of the Springer-Lehrbuch book series

Table of contents

  1. Front Matter
    Pages I-XII
  2. Reiner M. Dreizler, Cora S. Lüdde
    Pages 1-5
  3. Reiner M. Dreizler, Cora S. Lüdde
    Pages 7-45
  4. Reiner M. Dreizler, Cora S. Lüdde
    Pages 47-77
  5. Reiner M. Dreizler, Cora S. Lüdde
    Pages 79-110
  6. Reiner M. Dreizler, Cora S. Lüdde
    Pages 111-142
  7. Reiner M. Dreizler, Cora S. Lüdde
    Pages 143-196
  8. Reiner M. Dreizler, Cora S. Lüdde
    Pages 197-224
  9. Reiner M. Dreizler, Cora S. Lüdde
    Pages 225-268
  10. Reiner M. Dreizler, Cora S. Lüdde
    Pages 269-309
  11. Reiner M. Dreizler, Cora S. Lüdde
    Pages 311-326
  12. Reiner M. Dreizler, Cora S. Lüdde
    Pages 327-352
  13. Reiner M. Dreizler, Cora S. Lüdde
    Pages 353-361
  14. Reiner M. Dreizler, Cora S. Lüdde
    Pages 363-371
  15. Back Matter
    Pages 373-378

About this book

Introduction

Der vierte Band dieser Einführung in die theoretische Physik behandelt die statistische Physik und Thermodynamik. Themen sind dabei die statistische Fundierung der Thermodynamik, Grundlagen der statistischen Mechanik und Quantenmechanik, die thermodynamischen Hauptsätze und statistische Ensembles. Ein zentrales Anliegen des vorliegenden Buches ist die Diskussion der Entropie: Eine Festlegung als ein exaktes Differential in der Form von spezifischer Wärme erfolgt durch eine ausführliche Analyse des Carnotprozesses in den Variablen Druck und  Volumen sowie den Variablen Entropie und Temperatur und deren Vergleich. Eine anschauliche Interpretation der Entropie als ein Maß für Ordnung in thermischen Systemen ergibt sich aus einer Diskussion auf der Basis der Informationstheorie. Nach einer Betrachtung der drei idealen Gase (klassisches Gas, Fermigas und Bosegas - das Letztere einschließlich der Bose-Einstein-Kondensate) werden die Formulierung von einfachen, quantenmechanischen Festkörpermodellen und die Hohlraumstrahlung besprochen. Das Buch schließt mit einer Diskussion realer Systeme (klassische und quantenmechanische  Vielteilchensysteme).

 

Die Autoren stellen in kompakter und übersichtlicher Weise störungstheoretische Methoden zur Beschreibung dieser Systeme vor. Dabei wird der Schwerpunkt auf die diagrammatischen Entwicklungen gelegt: Cluster-, Kumulanten- und Virialdiagramme in klassischen Systemen und, ausgehend vom Wick’schen Theorem bei endlichen Temperaturen,  Hugenholtz- und Feynmandiagramme in Quantensystemen. In diesem Kontext wird auch einen alternativen Zugang zu realen Quantensystemen beleuchtet: die thermische Dichtefunktionaltheorie.


Reiner M. Dreizler  Studium der Physik in Freiburg/Breisgau (Diplom) und an der Australian National University, Canberra (Ph.D.). Research Associate and Assistant Professor an der University of Pennsylvania. Professor (jetzt Emeritus) für Theoretische Physik an der Johann Wolfgang Goethe-Universität, Frankfurt/M. Mitglied DPG, EPS, Fellow APS. Arbeitsgebiet: Quantenmechanische Vielteilchensysteme.

Cora S. Lüdde Studium der Physik an der Johann Wolfgang Goethe-Universität, Frankfurt/M (Diplom). Nach familiärer Pause Wiedereinstieg in die Physik und Informatik mit Schwerpunkt Programmierung. Weiterbildung im didaktischen Bereich. Mitarbeiterin im Hochschulrechenzentrum der  Johann Wolfgang Goethe-Universität im Bereich Campus Management. Arbeitsgebiet: Anwendungsorientierte Programmierung, Erstellung von E-Learning-Software.

 

Keywords

Thermodynamik Statistische Physik Theoretische Physik Statistische Mechanik Entropie

Authors and affiliations

  • Reiner M. Dreizler
    • 1
  • Cora S. Lüdde
    • 2
  1. 1.Institut f. Theoretische PhysikUniversität FrankfurtFrankfurt/MainGermany
  2. 2.Institut Theoretische PhysikGoethe Universität FrankfurtFrankfurt/MainGermany

Bibliographic information