Física Estatística - Pós
Período de oferecimento: 14/08/2023 até 01/12/2023
Responsável: Eric C. Andrade; e-mail: eandrade@if.usp.br
Horário e local: Terças e quintas das 10h às 12h. Sala 2022.
Horário de atendimento: Livre. Por favor, procurarem-me em minha sala para tirar dúvidas. Caso prefiram marcar um horário, conversem comigo em aula ou me enviem um e-mail.
Monitor: Felipe Hawthorne; e-mail:hawthorne@usp.br
Horário de monitoria: Segunda-feira das 13h até as 14h. Sala 3128 do prédio principal.
Descrição: A Mecânica Estatística conecta teorias microscópicas com o comportamento macroscópico de sistemas que contêm muitos constituintes, permitindo-nos assim compreender diferentes fases da matérias e suas propriedades. O objetivo do curso é apresentar os fundamentos da Mecânica Estatística em um nível avançado, combinando a compreensão dos princípios fundamentais da teoria com a capacidade de entender os principais resultados que formam a base de nosso entendimento contemporâneo da matéria em equilíbrio.
Livros texto: Ao longo do curso serão disponibilizadas notas de aula acerca dos assuntos abordados. Sugestão de boas referências:
Statistical Physics of Particles, Mehran Kardar, 2007;
Statistical Physics of Fields, Mehran Kardar, 2007;
Introduction to Statistical Physics, Silvio Salinas, 2001;
Statistical Physics, L D Landau e E.M. Lifshitz, 2013.
Há também muito material on-line. Verifiquem, por exemplo, as notas de aula do D. Tong em física estatística, física cinética e transições de fase.
Avaliação: Cinco listas de exercícios e uma prova ao final do curso. As listas de exercícios quinzenas corresponderão a 60% da nota final (NF). A prova final será realizada em casa e corresponderá a 40% da NF. Conversas entre os estudantes é bastatnte encorajada. As soluções entregues deverão ser pessoais, contudo. Confiaremos na honestidade científica de vocês. Por favor, sejam assíduos e pontuais nas aulas. Respeitem as datas das entregas das listas. Negociações de mudanças são possíveis e devem ser discutidas caso a caso.
Conceitos: A, NF > 8.5; B, 8.5 < NF; 7, C 7 < NF < 5; D, NF < 5.
Cronograma: Um cronograma aproximado do curso está aqui. Eu o atualizarei ao longo do semestre.
Listas de exercícios: As listas de exercício servem de complemento aos assuntos discutidos em aula. Como o número de alunos é grande, pedirei que seja entregue apenas um subconjunto dos exercícios, aqueles marcados por (*). Assumirei que vocês trabalharam nelas por inteiro, pois concatenarei os assuntos abordados em aula com a listas de exercícios. As listas deverão ser enviadas por e-mail para o Felipe, sempre me colocando em cópia. O título da mensagem deve ser Lista XX de Física Estatística. A resolução deve estar em PDF (latex ou manuscrito) e título do arquivo deve ser listaXX_FisEstat_meunomeesobrenome.pdf. O arquivo com a correção será compartilhado com vocês. Por favor, sigam essas diretrizes para que nos organizemos;
Lista 01 - Entrega em 04/09/2023;
Lista 02 - Entrega em 18/09/2023;
Lista 03 - Entrega em 09/10/2023;
Lista 04 - Entrega em 06/11/2023 08/11/2023;
Lista 05 - Entrega em 27/11/2023;
Prova final - Divulagda em 30/11/2023 às 09h30. Entrega até as 17h59 do dia 04/12/2023 Entrega até as 17h59 do dia 05/12/2023, via e-mail. O formato deve seguir o mesmo das listas. Em caso de dúvida, entrar em contato com o Felipe e comigo. Obrigado.
Notas: as notas atualizadas podem ser encontradas nesse link.
Aulas: Esses são os tópicos dicutidos em aula
Aula 01: Introdução;
Aula 02: Ensemble microcanônico e entropia;
Aula 03: Temperatura e calor específico;
Aula 04: Pressão e volume;
Aula 05: Termodinâmica e relações de Maxwell;
Aula 06: Ensemble canônico;
Aula 07: Ensemble grande canônico;
Aula 08: Gases ideais clássicos;
Aula 09: Magnetismo de gases;
Aula 10: Distribuição de Bose-Einstein e Fermi-Dirac. Aula remota neste link: meet.google.com/qay-kvkm-pbs. Vídeo da aula;
Aula 11: Limite de altas temperaturas e condensado. Aula remota neste link: meet.google.com/qay-kvkm-pbs. Video da aula;
Aula 12: Calor específico dos sólidos. Aula remota neste link: meet.google.com/qay-kvkm-pbs. Video da aula;
Aula 13: Teoria de Sommerfeld para o gás de elétrons. Aula remota neste link: meet.google.com/qay-kvkm-pbs. Video da aula;
Aula 14: Magnetismo no gás de elétrons. Aula remota neste link: meet.google.com/qay-kvkm-pbs. Video da aula;
Aula 15: Férmions a altas densidades. Aula remota neste link: meet.google.com/qay-kvkm-pbs. Video da aula;
Aula 16: Gases clássicos interagentes. Aula remota neste link: meet.google.com/qay-kvkm-pbs. Video da aula;
Aula 17:Equação de estado de van der Waals; Aula remota neste link: meet.google.com/qay-kvkm-pbs. Video da aula;
Aula 18: Modelo de Ising; Aula remota neste link: meet.google.com/qay-kvkm-pbs. Video da aula;
Aula 19: Teoria de campo médio;
Aula 20: Flutuações espaciais;
Aula 21: Teoria de Landau;
Aula 22: Teoria de escala;
Aula 23: Métodos exatos para o modelo de Ising;
Aula 24: Método de Monte Carlo;
Aula 25: Transição BKT;
Aula 26: Teoria cinética dos gases;
Aula 27: Equação de Boltzmann. Vídeo da aula;
Observações: