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Exercices Corrigés De Physique Statistique Et Des Études
Physique Statistique
TD et Exercices corrigés de Physique Statistique SMP Semestre S5
Problèmes corrigés de Physique Statistique SMP Semestre S5
Filière Science de la Matière Physique SMP 5 PDF à Télécharger
La physique statistique a pour but d'expliquer le comportement et l'évolution de systèmes physiques comportant un grand nombre de particules (on parle de systèmes macroscopiques), à partir des caractéristiques de leurs constituants microscopiques (les particules). Ces constituants peuvent être des atomes, des molécules, des ions, des électrons, des photons, des neutrinos, ou des particules élémentaires. Ces constituants et les interactions qu'ils peuvent avoir entre eux sont en général décrits par la mécanique quantique, mais la description macroscopique d'un ensemble de tels constituants ne fait, elle, pas directement appel (ou en tout cas pas toujours) à la mécanique quantique. De fait, cette description macroscopique, en particulier la thermodynamique, a été obtenue pour partie avant le développement de la mécanique quantique en tant que théorie de la physique, essentiellement dans la seconde moitié du XIXe siècle.
Exercices Corrigés De Physique Statistique De La
Exercices de Physique statistique
1) Quelle que soit la statistique, le nombre détat
macroscopique est identique: il correspond à une particule au niveau
0 et une particule au niveau 2 (état macroscopique I) ou aux deux particules
au niveau 1 (état macroscopique II)
Les états macroscopiques ne se distinguent pas par le fait que tel ou
tel niveau dénergie est occupé mais par les différentes
possibilités doccuper un niveau dénergie. 1)1) Statistique de Maxwell-Boltzmann
Etat macroscopique I:
Etat macroscopique II:
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
B
A
AB
Etat macroscopique I
Etat macroscopique II
On rappelle que dans la statistique de Maxwell-Boltzmann les
particules sont discernables. Létat macroscopique II a une probabilité de 66, 7%
1)2) Statistique corrigée de Maxwell-Boltzmann
(a) = (b)
(c) = (f)
(d) = (e)
l
particules sont indiscernables. 1)3) Statistique de Bose-Einstein
On rappelle que dans la statistique de Bose-Einstein les particules
sont indiscernables. Par rapport à la statistique de Maxwell-Boltzmann ð
(a) = (b) et (d) = (e)
Létat macroscopique II a une probabilité de 75%
Exercices Corrigés De Physique Statistique Des
Description
Cet ouvrage ne cherche pas à remplacer un cours de mécanique statistique. Il vise, à l'aide d'une progression d'exercices et de problèmes longuement corrigés et commentés, à faire comprendre comment ça marche. Avec la physique quantique et la relativité, la physique statistique constitue l'un des 3 piliers de la physique moderne. Parce qu'elle permet de faire le lien entre les propriétés microscopiques et macroscopiques des systèmes complexes, elle est indispensable dans de nombreux domaines de recherche, de la physique de la matière condensée à l'astrophysique en passant par la chimie physique et la biophysique. Le but de cet ouvrage n'est pas de se substituer à un cours de physique statistique, mais il a l'ambition d'être plus qu'un recueil d'exercices avec solution. Il vise, à l'aide de rappels de cours concis et d'une progression de problèmes, à faire comprendre comment fonctionne la mécanique statistique. Toutes ces applications sont longuement corrigées et commentées.
Les phénomènes de transition de phase sont actuellement un domaine d'études important pour leur intérêt théorique et pour leurs applications pratiques. Les effets non linéaires dominent ces processus ce qui nécessite des traitements
théoriques particuliers. Le chapitre 10 est une approche qualitative des phénomènes qui permet d'introduire de nouveaux concepts. Le chapitre 11 donne quelques notions sur l'approche de champ moyen et sur le groupe de renormalisation qui est une méthode théorique puissante pour traiter les phénomènes critiques. Ce chapitre se termine par une introduction sur les phénomènes de percolation. Les chapitres 12 et 13 sont consacrés à l'étude de quelques approches statistiques des phénomènes hors d'équilibre. Ces derniers jouent un grand rôle dans les processus physiques réels qui sont, pour la plupart, des phénomènes hors d'équilibre. Alors qu'il existe une approche unitaire de la physique statistique à l'équilibre, il n'existe rien de tel pour la physique statistique hors d'équilibre.
vidéo de la solution. (32')
Capacité thermique: modèle quantique d'oscillateurs couplés (Debye 1912). Vidéo de la solution (53')
TD6 Echange de particules avec l'extérieur (ensemble grand canonique)
vidéo de l'introduction (33')
Adsorption, modèle de Langmuir (1918). vidéo de la solution (12'). Adsorption, modèle de Brunauer, Emmett et Teller (1938)
vidéo de la solution (17')
(optionnel) Température négative dans une chaine de spins
Vidéo de la solution (24')
TD7 Les Fermions et les Bosons. Généralités
Définition des Fermions et Bosons. Ensemble canonique. Ensemble grand canonique. Distribution de Bose-Einstein et de Fermi-Dirac. Statistiques quantiques
Explications en vidéo. Comparaison des statistiques pour des particules dans un puits de potentiel harmonique
TD8 Distribution de Fermi. Electrons dans les matériaux. Expansion de Sommerfeld. Capacité calorifique des électrons d'un métal. (optionnel) Paramagnétisme de Pauli
TD9 Etude élémentaire des étoiles naines blanches
Etude d'un gaz d'électrons relativistes
Application à l'étude des naines blanches
TD10 Gaz de photons à l'équilibre thermique: loi de Planck.