Lista pitanja za ispit iz Uvod u statističku fiziku


       ==============================================================
                      Obavezni pojmovi/kratka pitanja:

       Unutrašnja energija,  jednadžba stanja idealnog  plina, zakoni
       termodinamike -  nabrojati, 1. zakon  termodinamike i izvršeni
       rad,  entropija, reverzibilnost  i ireverzibilnost,  perpetuum
       mobile  1.  i  2.  vrste,  Carnotov  idealni  stroj,  toplinski
       kapacitet,  ekviparticijski teorem  (zakon jednake  raspodjele
       energija),  Maxwellova  raspodjela,  Boltzmannova  raspodjela,
       fazni  prostor stanja,  3. zakon  termodinamike  i diskretnost
       energija.    Bose-Einsteinova    raspodjela,    Fermi-Diracova
       raspodjela, Bozoni i fermioni.
       ==============================================================

   1. Kinetička teorija plinova

       1.1 Unutrašnja energija i međumolekularni sudari.
               o Što je srednji slobodni put ?
               o Opisati Born-Bormannov pokus.
       1.2 Što je idealni plin ? Izračunati tlak idealnog plina !
               o Srednja kvadratna brzina čestica plina.

   2. Termodinamika

       2.1 Što su funkcije stanja i funkcije procesa ? Što je
       jednadžba stanja ?
               o Reverzibilni i ireverzibilni procesi.
               o Intenzivni i ekstenzivni veličine.
       2.2 Realni plinovi i izvod Van der Waalsova jednadžbe.
               o Značenje pojedninih članova u Van der Waalsovoj
                 jednodadžbi.
               o Virijalni razvoj
       2.3 Prvi zakon temodinamike.
               o Izvršeni rad.
               o Adijabatski procesi.
               o Perpetuum mobile 1. vrste.
       2.4 Drugi zakon termodinamike.
               o Clausiusova nejednakost.
               o Termodinamička ravnoteža.
               o Boltzmannova definicija entropije.
               o Perpetuum mobile 2. vrste.
       2.5 Carnotov kružni proces i idealni stroj.
               o Izotermni i adijabatski procesi.
               o Vrste strojeva.
       2.6 Toplinski kapacitet i treći zakon termodinamike.
               o Toplinski kapaciteti pri konstantnom volumenu i
                 tlaku.
       2.7 Uvjeti stabilnosti termodinamičkog stanja i termodinamički
       potencijali.
               o Gibbsova energija.
               o Slobodna energija.
               o Entalpija.
       2.8 Dva tijela u termičkom kontaktu.
               o Uvjeti ravnoteže.
       2.9 Sistemi promjenljivog broja čestica
               o Kemijski potencijal.

   3. Klasična statistička fizika

       3.1 Maxwellova raspodjela molekula prema brzinama.
               o Srednje brzine.
       3.2 Mogu li molekule zraka napustiti Zemlju ?
       3.3 Sternov pokus
       3.4 Fazni prostor i ograničenje klasične statističke fizike.
               o Hamiltonove jednadžbe gibanja.
               o Primjer harmoničnog oscilatora.
               o Kvantna stanja sustava.
       3.5 Boltzmannova raspodjela.
               o Termodinamička vjerojatnost.
               o Stirlingova formula.
               o Lagrangeovi multiplikatori
       3.6 Objašnjenje drugog zakona termodinamike.
       3.7 Prosječne vrijednosti fizičkih veličina, particijska
       funkcija i slobodna energija.
       3.8 Brownovo gibanje.
       3.9 Molekule u gravitacijskom polju.
       3.10 Zakon jednake raspodjele energija i Daltonov zakon.
       3.11 Linearni harmonični oscilator.
       3.12 Toplinski kapacitet kristalne rešetke i idealnog plin.
               o Plemeniti plinovi.
               o Dvoatomske molekule.
               o Više atomske molekule.

   4. Kvantna statistička fizika

       4.1 Kvantizacija energijskog spektra.
               o Translacija
               o Rotacija
               o Titranje
               o Elektronska pobuđenja
       4.2 Particijska funkcija i slobodna energija za kvantni
       sustav.
       4.3 Objašnjenje trećeg zakona termodinamike.
       4.4 Negativne temperature, laseri.
       4.5 Prosječna energija harmoničnog oscilatora.
       4.6 Zračenje crnog tijela.
               o Planckova formula
               o Stefan-Boltzmannov zakon
               o Wienov zakon
       4.7 Titranje atoma u kristalima i Einsteinov model.
       4.8 Titranje atoma u kristalima i Debyeov model.
       4.9 Bose-Einsteinova funkcija raspodjele.
       4.10 Fermi-Diracova funkcija raspodjele.
       4.11 Granica klasične statistike.
       4.12 Izvod gustoće stanja.
       4.13 Jako degenerirani fermionski plin za T=0 i T>0.
               o Jako degenerirani realni fermionski sistemi
       4.14 Bose-Einsteinova kondenzacija