O objetivo é estudar as leis e o comportamento das partículas - átomos, moléculas,…- que compõe sistemas físicos macroscópicos. Tais sistemas são descritos pela termodinâmica e portanto um dos maiores objetivos e derivar a termodinâmica a partir da descrição microscópica.

Note que dois grandes físicos, Boltzmann e Ehrenfest, passaram grande parte da vida tentando obter a termodinâmica a partir das leis microscópicas. Boltzmann se suicidou em 1906 e Ehrenfest em 1933 (A parte o folclore, ambos os suicidios provavelmente se devem a problemas pessoais do que a assuntos científicos)

A ementa oficial do curso pode ser vista aqui

Basicamente seguiremos a ordem do livro do Salinas. Iremos ver os caps. 1,2,4,5,6,7,8,9. Se houver tempo também estudaremos o cap. 12 sobre transições de fase.

Um programa preliminar com datas tentativas para as provas: calendario-fis-estat-2sem-14.pdf

• Introdução aos conceitos de probabilidade e métodos estatísticos: noçõoes

de probabilidade, caminhadas aleatórias, conceitos básicos de estatística, Distribuição Binomial, Distribuição Gaussiana, teorema do limite central.

• Princípios da mecânica estatística: descrição estatística de um sistema

fisico, entropia e ensemble microcanônico. Exemplos.

• Ensemble canônico, ensemble grande canônico, paramagneto ideal, sólido

de Einstein, gases clássicos e outros exemplos.

• Gases ideais quânticos: formulação, limite clássico. Gás de Fermi.

Paramagnetismo de Pauli. Gás de Bose-Einstein. Condensação de Bose-Einstein; Gás de fótons.

A avaliação será composta de três provas e da entrega das listas de exercícios.

A média das provas irá valer 90% da nota e a média das listas 10%.

As listas deverão ser entregues em data predefinidas. Somente um ou dois exercícios serão corrigidos, mas a nota total será proporcional ao número de exercícios feitos. Por exemplo, se você tirar 8,0 no exercício corrigido, mas só fizer metade da lista, sua nota será 4,0.

A discussão dos exercícios em grupo é não somente permitida, como incentivada; discutir física entre amigos é uma das melhores partes! Porém, após as discussões cada um deve sentar sozinho e elaborar sua própria lista sintetizando as idéias a sua própria maneira. Esse processo é fundamental para o real entendimento da física envolvida.

Para estimular isso, ou seja, discussão sem cópia, haverá a seguinte regra: quem entregar um lista com evidências de cópia terá sua lista anulada e a nota da próxima lista será dividida pela metade. O mesmo vale para a fonte da cópia!

Seguirei de perto o livro do Salinas e sua ordem. Mas também se orientando pelo Reif

• S. R. A. Salinas, Introdução à Física Estatística, segunda edição, Edusp, 2005. Segundo o próprio autor os primeiros 10 capítulos são fortemente baseados no Reif, porém BEM mais resumido. Por ser muito resumido é bem áspero para uma primeira leitura. Gosto da proposta de dar tanta enfase as ensemble microcânonico e grande-canônico como ao canônico e de enfatizar suas equivalências no limite termodinâmico. Essa proposta será seguida no curso

• F. Reif, Fundamentals of Statistical and Thermal Physics. McGraw-Hill, 1985. Para mim um dos livro mais indicado para um primeira leitura, já que faz um discussão bem detalhada. Porém é um pouco prolixo e pode não agradar alguns por isso. Outro problema, é que ele mistura Termodinâmica com a Física Estatística, assim você tem que ir pulando as partes de termodinâmica. Ele também mistura a descrição clássica com a quântica, o que pode ser um dificuldade para aqueles sem grande conhecimento do formalismo da mecânica quântica. Também peca por dar pouca atenção ao ensemble microcanônico e grande canônico.

Textos auxiliares e/ou de consulta

• Site com vasto material, incluindo simulações, artigos do American Journal e até um livro bem completo que pode ser baixado: http://www.compadre.org/stp/
• Kerson Huang, Statistical Mechanics.
• R. K. Pathria, Statistical Mechanics.
• Richard C. Tolman, The Principles of Statistical Mechanics. Entra em detalhes e discussões dos fundamentos não abordadas nos outro livros. Vale a pena também para se ter uma perspectiva histórica, já que o livro é de 1938!
• Também vale a pena olhar a material do curso do prof. José A. Brum da Unicamp: http://www.ocw.unicamp.br/index.php?id=327

Haverá uma lista de exercício por capítulo. As provas serão fortemente baseadas na lista!

Entregar as listas bem organizadas, com os exercícios na ordem proposta e com as folhas grampeadas

Lista 1 : lista1-1sem13.pdf

Lista 2 : lista2-1sem13.pdf

Lista 3 : lista3-1sem13.pdf

Lista 4 : lista4-2sem-13.pdf

Lista 5 : lista5-1sem13.pdf

Lista 6 : lista6-1sem13.pdf

Lista 7 : lista7-1sem13.pdf

Notas de aula bem completas https://drive.google.com/file/d/0B4UFmOBL4GFTeXdEVURvcUZSVk0/view?usp=sharing

aqui você encontra links com videos, simulações e outros assuntos relevantes mas que não são abordados no curso

• P1 do 1 semestre de 2013 e gabarito