UE Physique statistique

Diplômes intégrant cet élément pédagogique :

Descriptif

Ce cours à plusieurs objectif : [A] savoir calculer les propriétés d'un gaz à partir de sa description microscopique dans le cadre de la théorie cinétique, [B] comprendre le formalisme des différents ensembles de la physique statistique, [C] savoir manipuler ces ensembles pour décrire les propriétés macroscopiques des gaz -parfaits et réels, des liquides et des solides [D] comprendre l'importance de l'indiscernabilité des particules, et maîtriser le cadre de la statistique quantique et enfin [E] comprendre l'émergence des effets quantiques remarquables dans les gaz de fermions, de bosons et de photons.

Il est basé sur le plan suivant :

  1. Chap I: Introduction (du micro au macro, problème à N corps, repères historiques)
  2. Chap II: Théorie cinétique des gaz. Distribution; Première approche microscopique (température, pression, effusion, coefficients de transport)
  3. Chap III: Statistiques classiques. gaz parfaits; paramagnétisme; systèmes gelés; adsorption (Langmuir, Brunauer Emmett et Teller); solides (Einstein, Debye)
  4. Chap IV: Gaz reels. Viriel; transitions de phase (opalescence critique, coexistence de phases, Spinodale, point critique)
  5. Chap V: Statistiques quantiques. Dérivation des distributions Bose-Einstein, Fermi-Dirac; Gaz de fermions (métal électrons de conduction, Hélium 3, Naines blanches, effet photo-électrique); Gaz de bosons (condensation de Bose-Einstein; thermodynamique entre des phases, Hélium 4 - effet fontaine); Gaz de photons (Théorie microscopique du corps noir, Loi de Planck, absorption et émission, Thermodynamique du rayonnement (effet de serre, rayonnement fossile))

Pré-requis

Il est très fortement recommandé d’avoir suivi une UE de Physique Statistique de L3 de physique. 

Compétences visées

Physique Statistique, R. Balian, Edition Ecole Polytechnique

Physique Statistique, B. Diu, C. Guthmann, D. Lederer, B. Roulet, Edition Hermann

Physique Statistique, R. Zitoun, L. Couture, Edition Ellipses

Cours de Physique Statistique, E. Brunet, C. Lhuillier, http://www.lps.ens.fr/~ebrunet/

Mécanique Quantique,  C. Cohen-Tannoudji, B. Diu, F. Laloé, Edition Hermann

Physique Statistique, L.D. Landau et E.M. Lifshitz

Statistical Mechanics, Kerson Huang, Wiley Ed.

The ideal Bose gaz, Lev Pitaevskii et Sandro Stringari, Oxford science publications

Statistical Physics, F. Reif, Berkeley physics, course, vol. 5, edition Mc Grawhill

Modalités de contrôle des connaissances

Session 1 ou session unique - Contrôle de connaissances

NatureTypeNature d'évaluationDurée (min)Coeff.
CC Ecrit - devoir surveillé20%
CT Ecrit - devoir surveillé12080%

Session 2 - Contrôle de connaissances

NatureTypeNature d'évaluationDurée (min)Coeff.
CC Ecrit - devoir surveillé20%
CT Ecrit - devoir surveillé12080%

Informations complémentaires

Langue(s) : Français