Theoretische Physik 4 - Statistische Mechanik Und Thermodynamik (German, Paperback, 1. Aufl. 2016 ed.)

Der vierte Band dieser Einfuhrung in die theoretische Physik behandelt die statistische Physik und Thermodynamik. Themen sind dabei die statistische Fundierung der Thermodynamik, Grundlagen der statistischen Mechanik und Quantenmechanik, die thermodynamischen Hauptsatze und statistische Ensembles. Ein zentrales Anliegen des vorliegenden Buches ist die Diskussion der Entropie: Eine Festlegung als ein exaktes Differential in der Form von spezifischer Warme erfolgt durch eine ausfuhrliche Analyse des Carnotprozesses in den Variablen Druck und Volumen sowie den Variablen Entropie und Temperatur und deren Vergleich. Eine anschauliche Interpretation der Entropie als ein Mass fur Ordnung in thermischen Systemen ergibt sich aus einer Diskussion auf der Basis der Informationstheorie. Nach einer Betrachtung der drei idealen Gase (klassisches Gas, Fermigas und Bosegas - das Letztere einschliesslich der Bose-Einstein-Kondensate) werden die Formulierung von einfachen, quantenmechanischen Festkoerpermodellen und die Hohlraumstrahlung besprochen. Das Buch schliesst mit einer Diskussion realer Systeme (klassische und quantenmechanische Vielteilchensysteme). Die Autoren stellen in kompakter und ubersichtlicher Weise stoerungstheoretische Methoden zur Beschreibung dieser Systeme vor. Dabei wird der Schwerpunkt auf die diagrammatischen Entwicklungen gelegt: Cluster-, Kumulanten- und Virialdiagramme in klassischen Systemen und, ausgehend vom Wick'schen Theorem bei endlichen Temperaturen, Hugenholtz- und Feynmandiagramme in Quantensystemen. In diesem Kontext wird auch einen alternativen Zugang zu realen Quantensystemen beleuchtet: die thermische Dichtefunktionaltheorie.