Marmara Üniversitesi
Marmara Üniversitesi Eğitim-Öğretim Bilgi Sistemi

Programlar Hakkında Bilgi

Lisans - Fen-Edebiyat Fakültesi - Fizik

Müfredat Adı Ders Kodu Ders Adı Ders Türü Dönem AKTS Teorik Uygulama
Fizik - Lisans FZK312 İstatistik Fizik ve Termodinamik I Zorunlu 6 6,00 4 0

Dersin İçeriği

Dersin Amacı

Termodinamik sistemlerin (ideal gazlar, gerçek gazlar, metaller vb) hal denklemi, basınç, sıcaklık, öz ısı, iç enerji, entropi, serbest enerji ve magnetizasyon gibi özelliklerinin atomik ve moleküler özelliklerden elde edilebilmeleri için gerekli kavram, yasa ve matematik formalizmi öğretmektir.

Öğrenim Türü

-

Dersin İçeriği

İstatistik Fizikte Olasılık İşlemleri, Klasik termodinamik, İstatistik Fizik ve Kinetik Kuram, Sistem, Denge durumunda Dağılım ve Dalgalanmalar; Binom Dağılımı, Gauss dağılımı, Poisson dağılımı; Bir değişkenin Dağılganlığı-İkinci Moment, Binom dağılımında ortalama değerler, Gauss Dağılımı; İstatistik Fizikte Temel Kavramlar, Evre Uzayı, Girilebilir durumlar, bir ve iki boyutlu hareket yapan parçacığın kuvantum durumları; İstatistisel Ağırlık (Maxwell-Bolzman, Bose-Einstein, Fermi-Dirac), Makroskopik sistemlerde basit etkileşmeler, tersinir ve tersinmez süreçler; İstatistik Fizikte Entropi, sıcaklık, entropinin enerjiye göre davranışı, kapalı bir sistemde entropinin artiş eğilimi göstermesi; Kimyasal potansiyel, Negatif Sıcaklık, Isı sığası, Termodinamik yasaları (0, 1, 2, 3), durum denklemi; İstatistik Fizikte Dağılım Fanksiyonları, (bozon, fermiyon, foton, fonon, Maxwell-Boltzmann); İstatistik Fizikte Üleşim Fanksiyonları, Kanonik Dağılım, Büyük Kanonik Dağ., ortalama değerler; kanonik kümede iş, entropi, serbest enerji, büyük kanonik kümede serbest enerji; İdeal Gazlarda Üleşim fonk., tek ve iki atomlu moleküllerde ül. fonk.; Tek atomlu ideal gazlarda Termodinamik Nicelikler (Kim.pot., ort. Enerji, entropi, sığa, durum denklemi, ideal gazlarda denge); Fermiyon sistemlerinin istatistiksel özellikleri, Fermi gazı taban enerjisi, durum yoğunluğu, Fermi gazında termodinamik nicelikler, Fermi gazında üleşim fonksiyonu, entropi, basınç; Bozon sistemlerinin ist. öz., ısı sığası, durum yoğunluğu, Fonon gazında entropi, serbest enerji, Bozon gazı, Bose-Einstein yoğunlaşması, yüksek sıcaklıklarda Bozon gazı

Planlanan Öğrenme Aktiviteleri ve Metodları

Anlatım, problem çözümü, sunum, ödev, proje, sınıf içi tartışma.

Staj Durumu

Yok

Dersin Sunulduğu Dil

Türkçe

Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar

"An Introduction to Statistical Thermodynamics", by T.L.Hill, Dover, 1986. "Fundamentals of Statistical and Thermal Physics ", by F. Reif , McGraw-Hill, 1965. "Heat and Thermodynamics", by M.W. Zemansky, 5th Edition, McGraw-Hill, 1968. "Statistical Mechanics", by R.K. Pathria , Pergamon, 1972. "Thermal Physics", by C. Kittel, H. Kroemer, W.H. Freeman and Company, 1980.

Dersin Web Sayfası

-

Öğrenme Çıktıları

  • Binom, Gauss ve Poisson olasılık dağılım fonksiyonlarını kullanabilir
  • Bir sistemin girilebilir durumlarını tanımlayabilir
  • Bir sistemin entropisini tanımlayabilir
  • Fermi-Dirac, Bose-Einstein, Maxwell-Bolzmann istatistiklerini uygulayabilir
  • Kanonik ve büyük kanonik dağılımlarda eşüleşim fonksiyonlarını tanımlayabilir Kanonik ve büyük kanonik dağılımlarda eşüleşim fonksiyonlarını tanımlayabilir, Fermiyon ve Bozon sistemlerinin temel özelliklerini tanımlayabilir

Haftalık Ayrıntılı Ders İçeriği

Hafta Teorik
1 Temel Termodinamik, Sıcaklık, Denge, Termodinamiğin 0. Kanunu, Hal Denklemi ve İdeal Gazlar
2 İş, Isı. İç enerji ve Termodinamiğin I. Kanunu, Isı Kapatileri ve Entalpi
3 Yarı-Kararlı Adyabatik Süreçler, Termodinamiğin II. Kanunu, İdeal Gazın Entropisi
4 Termodinamiğin III.Kanunu, Serbest Enerjiler, Maxwell Bağıntışarı, Serbest Genişleme
5 Joule-Thomson Süreci, Isı Motorları, Carnot, Otto ve Diesel Çevrimleri, Verim
6 Olasılık Kavramları, Olasılık Kuralları, Ortalama Değerler, Rastgele Yürüyüş Problemi
7 Binom, Poissionve Gaussian Dağılımları, Sürekli Olasılık Dağılımları
8 Vize Sınav Haftası
9 İstatistik Metodlar, Mikrohaller ve Entropi, Mikrokanonik Dağılım ve İdeal Gazın Entropisi
10 Karışımın Entropisi ve Gibbs Paradoksu, Kanonik Dağılımlar ve Dalgalanmalar
11 Eşbölüşüm ve Virial Teoremleri, Harmonik Salınıcılardan İbaret Sistemler
12 İstatistik Mekanik ile Termodinamik Arasındaki İlişki ve Uygulamaları
13 Magnetik Sistemler, Paramagnetizim, Negatif Sıcaklık, Mıknatıslık ve Magnetik Duyarlılık
14 Grand Kanonik Dağılım, Örnekler, Yoğunluk ve Enerji Dalgalanmaları
15 Etkileşmeyen Parçacık Sistemleri, Maxwell Hız Dağılımı, Fermi ve Bose Einstein İstatistikleri
16 Çalışma Haftası
17 final Sınavı

Değerlendirme

Değerlendirme Değer
Yarıyıl (Yıl) İçi Etkinlikleri 40
Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri 60
Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri Değer
Final Sınavı 100

Öğrenci İş Yükü Hesabı

Etkinlikler Sayısı Süresi (saat) Toplam İş Yükü (saat)
Ders Öncesi/Sonrası Bireysel Çalışma 14 1 14
Ödev ve Hazırlığı 2 1 2
Arasınav ve Hazırlığı 14 1 14
Kısa Sınav ve Hazırlığı 8 1 8
Final ve Hazırlığı 14 1 14

Program ve Öğrenme Çıktıları İlişkisi

ÖÇ1
ÖÇ2
ÖÇ3
ÖÇ4
ÖÇ5