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Statistische Mechanik

Einführung und Weiterführendes

  • Textbook
  • © 2017

Overview

Authors:
  1. Norbert Straumann

    1. Institut für Theoretische Physik, Universität Zürich, Zürich, Switzerland

    View author publications

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  • Bietet Grundlagen und Weiterführendes zur klassischen statistischen Mechanik und Quantenstatistik
  • Zeichnet sich durch elegante und strenge mathematische Herangehensweise aus
  • Lädt mit ansprechenden Übungsaufgaben mit Lösungen zum aktiv werden ein
  • Behandelt auch Spezialthemen
  • Includes supplementary material: sn.pub/extras

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Table of contents (39 chapters)

  1. Front Matter

    Pages i-xii
    Download chapter PDF

  2. Grundlagen der klassischen statistischen Mechanik

    1. Front Matter

      Pages 3-4
      Download chapter PDF

    2. Statistische Beschreibung von klassischen Systemen

      • Norbert Straumann
      Pages 5-11

    3. Die mikrokanonische Gesamtheit

      • Norbert Straumann
      Pages 12-15

    4. Anschluss an die Thermodynamik für die mikrokanonische Gesamtheit

      • Norbert Straumann
      Pages 16-20

    5. Das Gibbs’sche Variationsprinzip

      • Norbert Straumann
      Pages 21-24

    6. Das Gibbs’sche Paradoxon

      • Norbert Straumann
      Pages 25-26

    7. Die kanonische Gesamtheit

      • Norbert Straumann
      Pages 27-29

    8. Verknüpfung mit der Thermodynamik

      • Norbert Straumann
      Pages 30-33

    9. Ein anderer Zugang zur kanonischen Gesamtheit

      • Norbert Straumann
      Pages 34-36

    10. Die großkanonische Gesamtheit

      • Norbert Straumann
      Pages 37-43

    11. Äquivalenz der verschiedenen Gesamtheiten im thermodynamischen Limes

      • Norbert Straumann
      Pages 44-44

    12. Zusammenfassung von Teil I

      • Norbert Straumann
      Pages 45-49

    13. Aufgaben

      • Norbert Straumann
      Pages 50-52

  3. Statistisch-mechanische Modelle, thermodynamischer Limes

    1. Front Matter

      Pages 53-53
      Download chapter PDF

    2. Modelle für klassische Fluide und Gittersysteme

      • Norbert Straumann
      Pages 54-61

    3. Lösung des eindimensionalen Ising-Modells, die Transfermatrix

      • Norbert Straumann
      Pages 62-64

    4. Das Curie-Weiss-Modell

      • Norbert Straumann
      Pages 65-69

    5. Molekularfeldnäherung, kritische Dimensionen

      • Norbert Straumann
      Pages 70-86

    6. Onsagers Lösung des zweidimensionalen Ising-Modells

      • Norbert Straumann
      Pages 87-95
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Keywords

About this book

Das vorliegende Lehrbuch behandelt die klassische statistische Mechanik und Quantenstatistik und geht dabei in den behandelten Themen weit über das Standardmaterial hinaus. So wird beispielsweise die Theorie weißer Zwerge und die Rolle von strengen Infrarotschranken für die Existenz von Phasenübergängen behandelt.
Im ersten Teil entwickelt der Autor die Grundlagen der klassischen statistischen Mechanik, gefolgt von vielen Anwendungen, die die Tragweite der Theorie gut illustrieren. Ein Schwerpunkt ist dabei die Untersuchung von Phasenübergängen. Die Rolle der Renormierungsgruppe bei Phasenübergängen zweiter Art wird ausführlich vorgestellt. Im dritten Teil werden die Grundlagen der Quantenstatistik entwickelt. Neben Standard-Anwendungen werden auch wieder weiterführende Themen behandelt, beispielsweise der Beweis des Mermin-Wagner-Theorems für Heisenberg-Modelle.
 
Dieses Lehrbuch ist aus Vorlesungen zur Theoretischen Physik hervorgegangen, welche derAutor an der Universität Zürich mehrfach gehalten hat und richtet sich an Studierende,  die elegante und strenge mathematische Entwicklungen bevorzugen und eine Diskussion der Thematik suchen, die über eine Kursvorlesung deutlich hinausgeht. Zahlreiche Anhänge dienen für den interessierten Leser zur Vertiefung und viele Übungsaufgaben und Musterlösungen laden zum selbst nachdenken und rechnen ein.
 


Reviews

“This textbook provides a general introduction into statistical mechanics, which combines circumstantial mathematical derivations and clear physical interpretations of the considered questions. … The very useful feature of this textbook are the numerous appendices, which cover a large amount of mathematical issues related to the problems of statistical physics. … Each chapter is supplied with a set of problems and corresponding solutions.” (Eugene Postnikov, zbMATH 1371.82001, 2017)

Authors and Affiliations

  • Institut für Theoretische Physik, Universität Zürich, Zürich, Switzerland

    Norbert Straumann

About the author



Norbert Straumann ist emeritierter Professor für Physik an der mathematisch-naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Zürich. Seit 1969 war Straumann dort zunächst Extraordinarius und dann ordentlicher Professor. Von 1997-2000 war er Vorsitzender des Fachbeirats des Albert-Einstein-Instituts für Gravitationsphysik in Potsdam. Im „Einstein-Jahr“ 2005 erhielt er von der Universität Bern die Würde eines Doctor Philosophiae honoris causa.


Bibliographic Information

  • Book Title: Statistische Mechanik

  • Book Subtitle: Einführung und Weiterführendes

  • Authors: Norbert Straumann

  • DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-52950-8

  • Publisher: Springer Spektrum Berlin, Heidelberg

  • eBook Packages: Life Science and Basic Disciplines (German Language)

  • Copyright Information: Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2017

  • Softcover ISBN: 978-3-662-52949-2Published: 13 October 2016

  • eBook ISBN: 978-3-662-52950-8Published: 01 December 2016

  • Edition Number: 1

  • Number of Pages: XII, 337

  • Number of Illustrations: 69 b/w illustrations

  • Topics: Complex Systems, Statistical Physics and Dynamical Systems

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