Statistik und Thermodynamik: Eine Einführung für Bachelor und Master

Description

Dieses Buch gibt eine kompakte und moderne Einführung in die Statistik und Thermodynamik, also der Theorie vom Verhalten makroskopischer Systeme auf der Basis ihrer mikroskopischen Freiheitsgrade. Ausgehend von der als bekannt vorausgesetzten Quantenmechanik eines mikroskopischen Systems wird im ersten Teil (Bachelor) die Statistik eines makroskopischen Systems behandelt. Von dieser werden dann die fundamentalen Sätze und Eigenschaften der klassischen Thermodynamik hergeleitet, was deren Postulate sehr durchsichtig macht. Die Thermodynamik wird dann auf wichtige und praktische Systeme angewendet. Im zweiten Teil (Master, Diplom) werden die verschiedenen Ensembles diskutiert und die Quantenstatistik aufgebaut. Sie wird auf moderne und aktuelle Systeme angewendet einschließlich der Mikrowellenhintergrundstrahlung des Universums und der neueren Untersuchungen zur Bose-Einstein-Kondensation. Ein kurzer Einblick in irreversible Prozesse und Fluktuationen beendet dieses bewusst didaktisch geschriebene Buch. Der Inhalt Grundlagen der Statistischen Mechanik - Grundlagen der Thermodynamik - Kanonisches und großkanonisches Ensemble - Anwendungen der statistischen Mechanik - Quantenstatistik idealer Gase - Anwendungen der Quantenstatistik - Irreversible Prozesse, Transport, Fluktuationen - Der zentrale Grenzwertsatz der Statistik Die Zielgruppe Studierende der Physik, Bachelor (Teil I), Master (Teil II) und Diplom Studierende der Fachrichtungen Maschinenbau, Umwelt-, Energie- und Verfahrenstechnik Der Autor Prof. Dr. Klaus Goeke, Ruhr-Universität Bochum, Inst. für Theoretische Physik II Front Matter....Pages I-XI Front Matter....Pages 1-1 Einleitung....Pages 3-4 Grundlagen der Statistischen Mechanik....Pages 5-42 Grundlagen der Thermodynamik....Pages 43-132 Front Matter....Pages 133-133 Das kanonische und großkanonische Ensemble....Pages 135-178 Elementare Anwendungen der statistischen Mechanik....Pages 179-195 Quantenstatistik idealer Gase....Pages 197-211 Anwendungen der Quantenstatistik....Pages 213-277 Irreversible Prozesse, Transport, Fluktuationen....Pages 279-301 Der zentrale Grenzwertsatz der Statistik....Pages 303-311 Back Matter....Pages 312-323