Physique statistique

Description

L'objectif de ce cours est de donner une formation de base en physique statistique. Dans ce but, les notions suivantes sont abordées :

• Description d’un système à l’équilibre : états microscopiques et macroscopiques. Moyennes temporelle et d’ensemble : théorème ergodique. L’entropie statistique. Limite thermodynamique ;
• L’ensemble microcanonique. Equiprobabilité des états microscopiques d’un système isolé. Entropie microcanonique. Température, pression et potentiel chimique statistique. Lien avec le second principe de la thermodynamique ;
• L’ensemble canonique. Facteur de Boltzmann. Fonction de partition et énergie libre. Energie moyenne et fluctuations. Applications à des systèmes de particules sans interactions ;
• L’ensemble grand canonique. Grande fonction de partition et grand potentiel thermodynamique. Description des gaz parfaits quantiques: statistiques de Fermi-Dirac, de Bose-Einstein.

Compétences visées

• Maîtriser les bases de la physique statistique dans le cas des systèmes de particules sans interactions et être à même d'aborder des cours plus avancés au niveau master ;
• Développer la capacité de modéliser un système physique simple pour décrire ses propriétés thermodynamiques : être capable de faire le lien entre les propriétés macroscopiques et microscopiques d’un système.