Physique statistique

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.