Temario

1. Introducción, fundamentos y postulados (pdf)

Introducción y breves apuntes históricos. Descripción microscópica clásica. Descripción macroscópica y observables. Colectividades y teorema de Liouville. Formulación cuántica. La física estadística de Boltzmann. Postulados de la Física Estadística. Apéndice 1: Irreversibilidad temporal. Apéndice 2: Teoría ergódica. Apéndice 3: Física estadística fuera del equilibrio.

2. Teoría de colectividades (pdf)

Introducción. Colectividad microcanónica y entropía. Colectividad canónica. Colectividad macrocanónica. Apéndice 1: Efectos cuánticos en el límite clásico.

3. Fluctuaciones, equivalencia de colectividades y límite termodinámico (pdf)

Motivación. Fluctuaciones canónicas de la energía. Fluctuaciones macrocanónicas en el número de partículas. Límite termodinámico. Apéndice 1: Fluctuaciones macrocanónicas de la energía.

4. Sistemas ideales clásicos (pdf)

Definición. Gas de Boltzmann. Función de partición canónica para el gas de Boltzmann. Termodinámica del gas de Boltzmann. Estructura molecular: cálculo de Zin. Apéndice 1. El rotor rígido en mecánica cuántica.

5. Sólidos (pdf)

Introducción. Pequeñas oscilaciones. Modos normales. Fonones. Sistema de osciladores independientes: caso clásico. Interpretación de las medidas de calores específicos. Sistema de osciladores independientes: caso cuántico. Modelo de Born–von Karman.

6. Introducción al gas ideal cuántico (pdf)

Introducción. Sistemas cuánticos ideales. Ecuación de estado del gas ideal cuántico. Gas ideal cuántico débilmente degenerado.

7. Sistemas fermiónicos degenerados (pdf)

Gas ideal de fermiones degenerado: energía de Fermi. Ecuación de estado a bajas temperaturas. Calor específico. Gas ideal de fermiones degenerado relativistas: modelo de Chandrasekhar de las estrellas enanas blancas. Gas electrónico en metales. Rango de validez del gas ideal de fermiones.

8. Sistemas bosónicos degenerados (pdf)

Gas ideal de bosones degenerado. Condensación de Bose-Einstein. Gas de fotones y termodinámica de la radiación del cuerpo negro. Superfluidez del Helio líquido.

9. Magnetismo e introducción a fenómenos críticos (pdf)

Introducción. Diamagnetismo y paramagnetismo. Teorema de Bohr – van Leeuwen. Paramagnetismo: modelo de dipolos en un campo magnético. Paramagnetismo: modelo de fermiones de Pauli. Diamagnetismo de Landau. Ferromagnetismo: Modelo de Ising de campo medio. Introducción a los fenómenos críticos.

Apéndice: Teoría de probabilidad (presentación,notas1,notas2)