FYS2169 – Statistisk mekanikk og termisk fysikk - Seminarvariant
Beskrivelse av emnet
Kort om emnet
Emnet gir en innf?ring i statistisk mekanikk og termodynamikk. Statistisk mekanikk gir et begrepsmessig og teoretisk fundament for termodynamikk og tidens retning i makroskopiske systemer. Termodynamikk er teorien for systemer med mange partikler bygget p? noen f? aksiomer - termodynamikkens lover. Vi anvender teoriene p? en rekke systemer slik som gasser, v?sker, faste stoffer og blandinger og ser p? anvendelser innen materialer, kjemi, biologi, geofag og teknologi. Vi l?rer ? bygge modeller hvor vi finner oppf?rselen til store systemer fra vekselvirkningen mellom enkeltpartikler. Vi utforsker systemer med enkel teori, numeriske metoder som molekyl?r dynamikk og Monte Carlo-metoder, og eksperimentelle metoder som gir reelle data vi kan analysere.
Hva l?rer du?
Etter ? ha fullf?rt emnet:
- behersker du grunnleggende statistiske metoder og begreper som sannsynlighet, tilfeldige variabler, forventningsverdi og varians; kjenner estimatorer for disse og vanlige sannsynlighetsfordelinger,?og du kan anvende kombinatoriske metoder p? statistiske problemer.
- behersker du ? sette opp modeller for og analysere enkle systemer i det mikrokanoniske, kanoniske og stor-kanoniske systemet; du mestrer modellene for spinn-systemer, ideell gass og Einstein-krystallen og anvendelser av disse; og du kjenner til hvordan modellene kan brukes til ? beskrive systemer med realistiske vekselvirkninger.
- mestrer du overgangen fra en mikroskopisk til en makroskopisk beskrivelse gjennom statistisk mekanikk; kjenner og kan anvende termodynamikkens lover og fri-energi prinsipper; kan beskrive termodynamiske prosesser og varmemaskiner; og du mestrer bruk av kjemisk potensial til ? beskrive diffusiv likevekt, faselikevekt og kjemiske prosesser.
- behersker du en statistisk-mekanisk beskrivelse av kvante-gasser og kan beskrive Fermi- og Bose-statistikk for elektron-, boson-, og foton-gasser;?du kjenner til Fermi-energi og kan bruke tilstandstetthet til ? finne partikkeltall og energi teoretisk og numerisk.
- er du trent i ? finne de viktigste vekselvirkningene i et system, lage forenklede modeller, og analysere den makroskopiske oppf?rselen med teoretiske, numeriske og symbolske metoder med spesiell vekt p? simuleringer med Monte Carlo-metoder og molekyl?r dynamikk.
- kjenner du anvendelser av statistisk mekanikk og termodynamikk i eksempler fra andre disipliner som materialvitenskap, kjemi, og biologi.
Opptak til emnet
Emnet er kun for studenter som har FYS2160 – Termodynamikk og statistisk fysikk som et obligatorisk emne i sin utdanningsplan, og som har v?rt p? utveksling h?sten f?r, og som dermed ikke har hatt anledning til ? f?lge FYS2160 – Termodynamikk og statistisk fysikk.
Studenter som ?nsker opptak m? s?ke om dette til?studieinfo@fys.uio.no
Spesielle opptakskrav
I tillegg til?generell studiekompetanse?eller?realkompetanse?m? du dekke spesielle opptakskrav.
Du m? ha:
- Matematikk R1 (eller Matematikk S1 og S2) + R2
Og en av disse:
- Fysikk (1+2)
- Kjemi (1+2)
- Biologi (1+2)
- Informasjonsteknologi (1+2)
- Geofag (1+2)
- Teknologi og forskningsl?re (1+2)
De spesielle opptakskravene kan ogs? dekkes med?fag fra videreg?ende oppl?ring f?r Kunnskapsl?ftet, eller p? andre m?ter.
Obligatoriske forkunnskaper
F?lgende emner m? tas f?r f?rste obligatorisk laboratorieundervisning i FYS2169:
Anbefalte forkunnskaper
- MAT1100 – Kalkulus
- MAT1110 – Kalkulus og line?r algebra
- MAT-INF1100 – Modellering og beregninger
- IN1900 – Introduksjon i programmering for naturvitenskapelige anvendelser
- FYS-MEK1110 – Mekanikk eller FYS1100 – Mekanikk og modellering
- FYS1105 – Klassisk mekanikk
- FYS1120 – Elektromagnetisme
Overlappende emner
- 10 studiepoeng overlapp med FYS2160 – Termodynamikk og statistisk fysikk.
Undervisning
Emnet er et selvstudiumsemne, med seminartimer etter avtale.
Eksamen
- Avsluttende muntlig eksamen som teller 100% av avsluttende karakter.
Dette emnet har obligatoriske ?velser som m? v?re godkjent f?r avsluttende eksamen
Karakterskala
Emnet bruker?karakterskala fra A til F, der A er beste karakter og F er stryk. Les mer om karakterskalaen
Adgang til ny eller utsatt eksamen
Det arrangeres?utsatt eksamen?i starten av neste semester for studenter som dokumenterer gyldig frav?r fra ordin?r eksamen.
Det arrangeres?ny eksamen?for studenter som ikke best?r ordin?r eksamen.
Studenter som trekker seg under eksamen blir ikke tilbudt ny eksamen.
Mer om eksamen ved UiO
- Kildebruk og referanser
- Tilrettelegging p? eksamen
- Trekk fra eksamen
- Syk p? eksamen / utsatt eksamen
- Begrunnelse og klage
- Ta eksamen p? nytt
- Fusk/fors?k p? fusk
Andre veiledninger og ressurser finner du p? fellessiden om eksamen ved UiO.