DEPARTAMENTO DE FÍSICA

 

Física Estatística - F

Ano letivo: 2011-2012
Especificação técnica - ficha curricular

Elementos especificos
código da disciplinaciclo de estudossemestre lectivocréditos ECTSlíngua de ensino
1003200116.0pt


Objectivos formativos

Proporcionar a aquisição de conhecimentos que permitam uma visão geral tão profunda quanto possível da Física Estatística.

Promover aplicações que motivem o estudante e contribuam para desenvolver a sua capacidade de crítica. Incentivar a capacidade de aplicação dos conhecimentos a outras situações.

Programa genérico mínimo

Revisão de conceitos da teoria cinética de gases.

Distribuição de velocidades de Maxwell. Distribuição de Maxwell-Boltzmann.

Revisão de conceitos em Mecânica Clássica e em Mecânica Quântica.

Introdução ao conceito de probabilidade em Mecânica Estatística Clássica e em Mecânica Estatística Quântica de equilíbrio.

Entropia e postulado fundamental da Mecânica Estatística. Tipos de distribuição de probabilidade em Mecânica Estatística de equilíbrio: distribuições microcanónica, canónica e grande-canónica. Dedução da fórmula de Boltzmann na distribuição microcanónica e interpretação de Nernst.

Breve revisão da Termodinâmica de equilíbrio.

Função partição na distribuição canónica. Aplicações da distribuição canónica ao estudo de propriedades termodinâmicas de sistemas físicos: gás perfeito e sistema quântico com dois níveis de energia. Análise da curva característica do calor específico de Schottky.

Descrição estatística do sólido de Einstein no contexto das distribuições microcanónica e canónica. Lei de Dulong e Petit. Graus de liberdade rotacionais e vibracionais de moléculas diatómicas.

Ensemble grande-canónico e respectiva função partição.

Potenciais termodinâmicos associados à função partição grande-canónica.

Partículas distinguíveis e indistinguíveis. Gás ideal monoatómico no contexto do ensemble grande-canónico.

Entropia de um gás ideal e o paradoxo de Gibbs.

Partículas de Fermi e de Bose.

Estatística de Bose-Einstein e condensação de Bose-Einstein. Distribuição de Fermi-Dirac.

Distribuição de Planck. Gás de fotões. Radiação de um corpo negro.

Pré-requisitos

Termodinâmica, Mecânica Clássica, Mecânica Quântica.

Competências genéricas a atingir
. Competência para resolver problemas;
. Competência em raciocínio crítico;
. Competência em aprendizagem autónoma;
. Competência em aplicar na prática os conhecimentos teóricos;
. Competência em autocrítica e auto-avaliação;
. Competência em análise e síntese;
. Competência em organização e planificação;
. Conhecimento de uma língua estrangeira;
. Adaptabilidade a novas situações;
. Criatividade;
(por ordem decrescente de importância)
Horas lectivas semestrais
aulas teóricas45
orientação tutorial15
total horas lectivas60

Método de avaliação
Resolução de problemas25 %
Frequência75 %
Exame100 %
concretização da avaliação em 20112012
Resolução de problemas : 25.0%
Frequência: 75.0%
Exame: 100.0%

Bibliografia de referência

BOWLEY, R.; SÁNCHEZ, M. (1996). Introductory Statistical Mechanics. Clarendon Press.

SCHROEDER, D. (1999). An introduction to Thermal Physics. Addison Wesley Longman.

AMIT, D.; VERBIN, Y. (1999). Introductory Course in Statistical Mechanics. World Scientific.

SALINAS, S. (2001). Introduction to Statistical Physics. Springer.

PATHRIA, R. (1996). Statistical Mechanics. 2.ª ed. Butterworth-heinemann.

MANDL, F. (1998). Statistical Mechanics. 2ª ed. John Wiley & Sons.

REIF, F. (1965). Statistical Physics. McGraw-Hill.

FLIESSBACH, T. (2000). Curso de Física Estatística. Fundação C. Gulbenkian.

Método de ensino

- Expor com clareza os conceitos e formalismos recorrendo sempre que possível a exemplos que esclareçam as metodologias utilizadas.

- Fomentar a presença e participação ativa dos estudantes nas aulas teóricas e tutoriais.

- Elaborar um esquema de acompanhamento fora das horas normais de contacto.

- Acompanhar os alunos e promover a avaliação contínua através da resolução de problemas nas horas de estudo com apresentação do respectivo relatório. As dificuldades surgidas serão sempre objecto de análise nas aulas.

- Complementar a avaliação com a realização de uma frequência.

Recursos específicos utilizados