Fisica Teorica 5 - Fisica statistica - Parte prima

Tra i fisici è abbastanza diffuso l'errore di credere che la fisica statistica sia un settore meno fondato della fisica teorica. [...]

La fisica statistica, creata da Clausius, Maxwell e Boltzmann, è stata trasformata grazie ai lavori di Gibbs in un sistema logicamente articolato e fondato. Gibbs ha dato un metodo generale applicabile, in linea di principio, a tutti i problemi che si possono porre di fronte alla fisica statistica. [...]

La statistica e la termodinamica costituiscono un unico insieme. Tutti i concetti e le grandezze della termodinamica provengono in modo più naturale, semplice e rigoroso dai concetti della statistica. Anche se i principi generali della termodinamica possono essere formulati senza la statistica, la loro applicazione ai casi concreti richiede comunque che sia applicata la statistica.

Ci siamo sforzati di dare nel libro proposto un'esposizione sistematica della fisica statistica insieme alla termodinamica. Abbiamo accettato come base il metodo di Gibbs. Tutti i problemi concreti della termodinamica e della statistica sono stati indagati mediante metodi generali [...]

Dalla Prefazione degli Autori

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Pubblicato nel 2010
ISBN 9788864732060
Formato 17x24 cm.
Pagine 592
Stampato su carta FSC
Peso 700 gr.

INDICE
Prefazione
Dalla prefazione alle prime edizioni russe
Alcune notazioni

CAPITOLO I. PRINCIPI FONDAMENTALI DELLA STATISTICA
§ 1. Distribuzione statistica
§ 2. Indipendenza statistica
§ 3. Teorema di Liouville
§ 4. Ruolo dell’energia
§ 5. Matrice statistica
§ 6. Distribuzione statistica in statistica quantistica
§ 7. Entropia
§ 8. Legge dell’aumento dell’entropia

CAPITOLO II. GRANDEZZE TERMODINAMICHE
§ 9. Temperatura
§ 10. Movimento macroscopico
§ 11. Processo diabatico
§ 12. Pressione
§ 13. Lavoro e quantità di calore
§ 14. Funzione termica
§ 15. Energia libera e potenziale termodinamico
§ 16. Relazioni tra le derivate delle grandezze termodinamiche
§ 17. Scala termodinamica delle temperature
§ 18. Processo di Joule ‐ Thomson
§ 19. Lavoro massimo
§ 20. Lavoro massimo compiuto da un corpo che si trova in un ambiente esterno
§ 21. Disuguaglianze termodinamiche
§ 22. Principio di Le Chatelier
§ 23. Teorema di Nernst
§ 24. Dipendenza delle grandezze termodinamiche dal numero di particelle
§ 25. Equilibrio di un corpo in un campo esterno
§ 26. Corpi in rotazione
§ 27. Relazioni termodinamiche relativistiche

CAPITOLO III. DISTRIBUZIONE DI GIBBS
§ 28. Distribuzione di Gibbs
§ 29. Distribuzione di Maxwell
§ 30. Distribuzione delle probabilità per un oscillatore
§ 31. Energia libera nella distribuzione di Gibbs
§ 32. Teoria termodinamica delle perturbazioni
§ 33. Sviluppo in serie di potenze di h
§ 34. Distribuzione di Gibbs per i corpi in rotazione
§ 35. Distribuzione di Gibbs per un sistema a numero variabile di particell
§ 36. Relazioni termodinamiche ricavate dalla distribuzione di Gibbs

CAPITOLO IV. GAS PERFETTO
§ 37. Distribuzione di Boltzmann
§ 38. Distribuzione di Boltzmann in statistica classica
§ 39. Urti delle molecole
§ 40. Gas perfetto in non equilibrio
§ 41. Energia libera di un gas perfetto in Boltzmann
§ 42. Equazioni di stato di un gas perfetto
§ 43. Gas perfetto a calore specifico costante
§ 44. Legge dell’equipartizione
§ 45. Gas perfetto monoatomico
§ 46. Gas monoatomico. Influenza del momento elettronico
§ 47. Gas biatomico molecolare ad atomi diversi. Rotazione delle molecole
§ 48. Gas biatomico molecolare ad atomi identici. Rotazione delle molecole
§ 49. Gas biatomico. Oscillazioni degli atomi
§ 50. Gas biatomico. Influenza del momento elettronico
§ 51. Gas poliatomico
§ 52. Magnetismo dei gas

CAPITOLO V. DISTRIBUZIONI DI FERMI E DI BOSE
§ 53. Distribuzione di Fermi
§ 54. Distribuzione di Bose
§ 55. Gas di Fermi e di Bose in non equilibrio
§ 56. Gas di Fermi e di Bose in particelle elementari
§ 57. Gas elettronico degenere
§ 58. Calore specifico di un gas elettronico degenere
§ 59. Magnetismo di un gas elettronico. Campi deboli
§ 60. Magnetismo di un gas elettronico. Campi forti
§ 61. Gas elettronico relativistico degenere
§ 62. Gas di Bose degenere
§ 63. Irraggiamento nero

CAPITOLO VI. SOLIDI
§ 64. Solidi a basse temperature
§ 65. Solidi ad alte temperature
§ 66. Formula di interpolazione di Debye
§ 67. Dilatazione termica dei solidi
§ 68. Cristalli fortemente anisotropi
§ 69. Oscillazioni di un reticolo cristallino
§ 70. Densità del numero di oscillazioni
§ 71. Fononi
§ 72. Operatore creazione ed operatore annichilazione dei fononi
§ 73. Temperature negative

CAPITOLO VII. GAS REALI
§ 74. Deviazione dei gas dallo stato perfetto
§ 75. Sviluppo in serie di potenze della densità
§ 76. Formula di Van der Waals
§ 77. Relazione tra il coefficiente del viriale e l’ampiezza di diffusione
§ 78. Grandezze termodinamiche del plasma classico
§ 79. Metodo delle funzioni di correlazione
§ 80. Grandezze termodinamiche di un plasma degenere

CAPITOLO VIII. EQUILIBRIO DELLE FASI
§ 81. Condizioni di equilibrio delle fasi
§ 82. Formula di Clapeyron ‐ Clausius
§ 83. Punto critico
§ 84. Legge degli stati corrispondenti

CAPITOLO IX. SOLUZIONI
§ 85. Sistemi composti di particelle diverse
§ 86. Regola delle fasi
§ 87. Soluzioni deboli
§ 88. Pressione osmotica
§ 89. Contatto tra le fasi del solvente
§ 90. Equilibrio rispetto al soluto
§ 91. Emanazione di calore e variazione del volume nel dissolvimento
§ 92. Soluzioni di elettroliti forti
§ 93. Miscela di gas perfetti
§ 94. Miscela di isotopi
§ 95. Pressione del vapore sopra una soluzione concentrata
§ 96. Disuguaglianze termodinamiche nelle soluzioni
§ 97. Curve di equilibrio
§ 98. Esempi di diagrammi di stato
§ 99. Intersezione delle curve singolari della superficie di equilibrio
§ 100. Gas e liquido

CAPITOLO X. REAZIONI CHIMICHE
§ 101. Condizione di equilibrio chimico
§ 102. Legge di azione di massa
§ 103. Calore di reazione
§ 104. Equilibrio di ionizzazione
§ 105. Equilibrio rispetto alla formazione di coppie

CAPITOLO XI. PROPRIETA’ DELLA MATERIA A DENSITA’ MOLTO ALTE
§ 106. Equazione della materia ad alte densità
§ 107. Equilibrio di grandi masse
§ 108. Energia di un grave
§ 109. Equilibrio di una sfera neutronica

CAPITOLO XII. FLUTTUAZIONI
§ 110. Distribuzione di Gauss
§ 111. Distribuzione di Gauss per più grandezze
§ 112. Fluttuazioni delle grandezze termodinamiche fondamentali
§ 113. Fluttuazioni in un gas perfetto
§ 114. Formula di Poisson
§ 115. Fluttuazioni nelle soluzioni
§ 116. Correlazione spaziale tra le fluttuazioni della densità
§ 117. Correlazione tra le fluttuazioni della densità di un gas degenere
§ 118. Correlazione tra le fluttuazioni nel tempo
§ 119. Correlazione temporale tra le fluttuazioni di più grandezze
§ 120. Simmetria dei coefficienti cinetici
§ 121. Funzione di dissipazione
§ 122. Decomposizione spettrale delle fluttuazioni
§ 123. Suscettività generalizzata
§ 124. Teorema della fluttuazione dissipativa
§ 125. Teorema della fluttuazione dissipativa per più grandezze
§ 126. Espressione operatoriale della suscettività generalizzata
§ 127. Fluttuazioni della flessione delle molecole lunghe

CAPITOLO XII. SIMMETRIA DEI CRISTALLI
§ 128. Elementi di simmetria di un reticolo cristallino
§ 129. Reticolo di Bravais
§ 130. Sistemi cristallini
§ 131. Classi cristalline
§ 132. Gruppi spaziali
§ 133. Reticolo inverso
§ 134. Rappresentazioni irriducibili dei gruppi spaziali
§ 135. Simmetria rispetto all’inversione del tempo
§ 136. Proprietà di simmetria delle oscillazioni normali di un reticolo cristallino
§ 137. Strutture con periodicità a una e due dimensioni
§ 138. Funzione di correlazione in sistemi bidimensionali
§ 139. Simmetria rispetto all’orientazione delle molecole
§ 140. Cristalli liquidi nematici e colesterici
§ 141. Fluttuazioni nei cristalli liquidi

CAPITOLO XIV. TRANSIZIONI DI FASE DI SECONDA SPECIE E FENOMENI CRITICI
§ 142. Transizioni di fase di seconda specie
§ 143. Salto di calore specifico
§ 144. Influenza di un campo esterno sulla transizione di fase
§ 145. Cambiamento di simmetria per una transizione di fase di seconda specie
§ 146. Fluttuazioni del parametro d’ordine
§ 147. Operatore di Hamilton efficace
§ 148. Indici critici
§ 149. Invarianza di scala
§ 150. Punti isolati e punti di critici di una transizione continua
§ 151. Transizione di fase di seconda specie in un reticolo a due dimensioni
§ 152. Teoria del punto critico di Van der Waals
§ 153. Teoria fluttuazionale del punto critico

CAPITOLO XV. SUPERFICI
§ 154. Tensione superficiale
§ 155. Tensione superficiale dei cristalli
§ 156. Pressione superficiale
§ 157. Tensione superficiale delle soluzioni
§ 158. Tensione superficiale delle soluzioni di elettroliti forti
§ 159. Adsorbimento
§ 160. Bagnatura
§ 161. Angolo di raccordo
§ 162. Creazione di germi per transizioni di fase
§ 163. Impossibilità di esistenza di fasi nei sistemi unidimensionali

Indice analitico