Créditos ECTS Créditos ECTS: 4.5
Horas ECTS Criterios/Memorias Trabajo del Alumno/a ECTS: 74.2 Horas de Tutorías: 2.25 Clase Expositiva: 18 Clase Interactiva: 18 Total: 112.45
Lenguas de uso Castellano, Gallego
Tipo: Materia Ordinaria Grado RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Física de Partículas
Áreas: Física de la Materia Condensada
Centro Facultad de Física
Convocatoria: Segundo semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable
Escenario 1:
La Mecánica Estadística proporciona a los alumnos las herramientas necesarias para poder analizar las propiedades de sistemas macroscópicos mediante una combinación adecuada de las leyes de la mecánica, que describen el comportamiento de las "partículas" de que están constituidos, y métodos estadísticos. La Mecánica Estadística permite, además, una interpretación de leyes fundamentales de la Termodinámica, como es el Principio de Aumento de Entropía. El programa de la asignatura consta de dos partes: la primera está dedicada a la Mecánica Estadística Clásica, donde se describe el "método de Gibbs", se introducen diversas colectividades que permiten describir el comportamiento de sistemas en distintas condiciones termodinámicas y se estudian diferentes aplicaciones de la teoría; en la segunda se describe la metodología propia de la Mecánica Estadística Cuántica, se estudian las propiedades de los gases ideales cuánticos (estadísticas de Bose-Einstein y de Fermi-Dirac) y se analiza el comportamiento de diversos sistemas de interés (gas de electrones, gas de bosones, gas de fotones, etc).
Resultados del aprendizaje:
Con respecto a la materia Mecánica Estadística, el alumno demostrará:
· Conocer las bases conceptuales de la Mecánica Estadística, sus aspectos metodológicos generales y alguna de las implicaciones más relevantes (en particular, la irreversibilidad de los sistemas macroscópicos y la relación de la materia con la Termodinámica), así como dominar la utilización de las aproximaciones de gas ideal clásico o cuántico en diversas situaciones y para diferentes sistemas.
Escenarios 2 y/o 3: Sin cambios
Escenario 1:
1. INTRODUCCIÓN. Breve repaso de estadística matemática. Teoría elemental de probabilidades. Funciones de distribución de probabilidad. Entropía estadística. Principio de entropía máxima de Jaynes. Procesos markovianos: ecuación maestra.
2. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE MECÁNICA ESTADÍSTICA. Sistemas y colectividades. Microestados y macroestados de un sistema físico. Descripción mecánica de los microestados de un sistema físico. Límite de validez de la descripción clásica.
Espacio fásico, volumen fásico y densidad de estados: partículas en una caja y en un potencial armónico. Teorema de Liouville.
3. COLECTIVIDADES ESTADÍSTICAS. Postulados fundamentales de la Mecánica Estadística. Obtención de las colectividades de equilibrio mediante el principio de entropía máxima: colectividades microcanónica, canónica y gran-canónica. Colectividad generalizada.
Evolución hacia el equilibrio e irreversibilidad: ecuación maestra.
Teoría de fluctuaciones de Einstein.
4. MECÁNICA ESTADÍSTICA CUÁNTICA
Sistema de dos niveles de energía. Teoría estadística del paramagnetismo. Modelo de Einstein del sólido.
Gases ideales cuánticos. Sistemas de partículas idénticas. Función de partición de un gas ideal cuántico. Estadísticas de Bose-Einstein y Fermi-Dirac. Gas de bosones: condensación de Bose-Einstein. Gas de electrones. Estudio estadístico de la radiación térmica: gas de fotones. Modelo de Debye del sólido: gas de fonones.
5. LÍMITE CLÁSICO DE LAS ESTADÍSTICAS CUÁNTICAS: ESTADÍSTICA DE MAXWELL-BOLTZMANN. Límite diluido de las estadísticas cuánticas: estadística de Maxwell-Boltzmann. Mecánica estadística en el límite clásico. Gas ideal en el límite clásico. Aplicaciones.
Escenarios 2 y/o 3: Sin cambios
Básica: Notas del profesor de la asignatura y colecciones de ejercicios resueltos, que estarán a disposición del alumnado en el Campus Virtual de la USC.
Complementaria:
B. DIU, C. GUTHMANN, D. LEDERER, B. ROULET. Introduction à la Physique Statistique, Hermann (París, 1989).
T. L. HILL, An Introduction to Statistical Thermodynamics, Dover (New York, 1960).
K. HUANG, Statistical Mechanics, Wiley (New York, 1963).
R. KUBO, Statistical Mechanics. North-Holland (Amsterdam, 1974).
D. A. McQUARRIE, Statistical Mechanics, Harper Collins (Nueva York, 1976).
W. T. GRANDY, Foundations of Statistical Mechanics Reidel Publishing (Dordrecht, 1993).
L. E. REICHL, A Modern Course in Statistical Physics, University of Texas Press (Austin, 1980).
D. CHANDLER, Introduction to Modern Statistical Mechanics, Oxford University Press (New York, 1987).
J. DE LA RUBIA, J. BREY, Mecánica Estadística. Cuadernos UNED (Madrid, 2001).
L. D. LANDAU, E. M. LIFSHITZ Física Estadística. Vol.5 Curso de física teórica. Reverté (Barcelona, 1988).
J. L. CASTILLO y P. L. GARCIA YBARRA. Introducción a la Estadística Mediante Problemas. Sanz y Torres (Madrid, 1994).
C. FERNÁNDEZ TEJERO, J. M. RODRÍGUEZ PARRONDO, 100 problemas de Física Estadística, Alianza Editorial (Madrid, 1996).
Nota: En el momento de aprobar este programa de enseñanza, pensando en un posible escenario 2 o 3, también se encuentra en el proceso de solicitar y adquirir nuevo material bibliográfico electrónico; por lo tanto, el personal docente de la asignatura especificará en el Campus Virtual qué material bibliográfico se puede encontrar en formato electrónico en la biblioteca de la USC cuando los fondos estén disponibles.
Escenario 1:
BÁSICAS Y GENERALES
CB1 - Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.
CB2 - Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.
CB3 - Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.
CG1 - Poseer y comprender los conceptos, métodos y resultados más importantes de las distintas ramas de la Física, con perspectiva histórica de su desarrollo.
CG2 - Tener la capacidad de reunir e interpretar datos, información y resultados relevantes, obtener conclusiones y emitir informes razonados en problemas científicos, tecnológicos o de otros ámbitos que requieran el uso de conocimientos de la Física.
CG3 - Aplicar tanto los conocimientos teóricos-prácticos adquiridos como la capacidad de análisis y de abstracción en la definición y planteamiento de problemas y en la búsqueda de sus soluciones tanto en contextos académicos como profesionales.
TRANSVERSALES
CT1 - Adquirir capacidad de análisis y síntesis.
CT2 - Tener capacidad de organización y planificación.
CT5 – Desarrollar el razonamiento crítico.
ESPECÍFICAS
CE1 - Tener una buena comprensión de las teorías físicas más importantes, localizando en su estructura lógica y matemática, su soporte experimental y el fenómeno físico que puede ser descrito a través de ellos.
CE2 - Ser capaz de manejar claramente los órdenes de magnitud y realizar estimaciones adecuadas con el fin de desarrollar una clara percepción de situaciones que, aunque físicamente diferentes, muestren alguna analogía, permitiendo el uso de soluciones conocidas a nuevos problemas.
CE5 - Ser capaz de realizar lo esencial de un proceso o situación y establecer un modelo de trabajo del mismo, así como realizar las aproximaciones requeridas con el objeto de reducir el problema hasta un nivel manejable. Demostrará poseer pensamiento crítico para construir modelos físicos.
CE6 - Comprender y dominar el uso de los métodos matemáticos y numéricos más comúnmente utilizados en Física
CE8 - Ser capaz de manejar, buscar y utilizar bibliografía, así como cualquier fuente de información relevante y aplicarla a trabajos de investigación y desarrollo técnico de proyectos.
Escenarios 2 y/o 3: Sin cambios
Se activará un curso en la plataforma Moodle del Campus Virtual, al que se subirá información de interés para los estudiantes, así como diversos materiales de enseñanza.
Escenario 1
Se seguirán las pautas metodológicas generales establecidas en la Memoria del Grado en Física de la USC. Las clases serán presenciales y la distribución de horas expositivas e interactivas seguirá lo especificado en la Memoria del Grado.
Las tutorías pueden ser presenciales o en línea. Si son en línea requerirán cita previa, lo que también se recomienda en las presenciales.
Escenarios 2 y/o 3: Ver Plan de Contingencia en la sección de Observaciones.
Escenario 1:
En la primera oportunidad, la evaluación de cada alumno se hará mediante evaluación continua compuesta por las siguientes componentes:
a) Dos actividades presenciales que tendrán lugar en las horas de clase.
b) Control final.
La calificación del alumno será el máximo del promedio ponderado de a) + b) y de la calificación obtenida en el control b). A tal efecto, el peso del control final será del 65% y el de las actividades presenciales del 35%.
La calificación del alumno en la segunda oportunidad corresponderá a la calificación obtenida en el examen oficial correspondiente.
La calificación de evaluación continua no se conserva al alumnado repetidor.
La calificación de "no presentado" se otorgará conforme a las disposiciones de la normativa sobre la permanencia en las titulaciones de Grado y Máster vigente en la Universidad de Santiago.
Escenarios 2 y/o 3: Ver Plan de Contingencia en la sección de Observaciones
Escenario 1:
Clase de pizarra en grupo grande 24 horas
Clases de pizarra en grupo reducido 18 horas
Tutorías en grupos muy reducidos o individualizadas 3 horas
Estudio autónomo individual o en grupo 57 horas
Escritura de ejercicios, conclusiones u otros trabajos 10,5 horas
Escenarios 2 y/o 3: Sin cambios
Escenario 1:
- Asistencia a las clases.
- Intentar resolver los ejercicios prácticos que se vayan proponiendo a lo largo del curso.
- Consultar la bibliografía recomendada.
Escenarios 2 y/o 3: Sin cambios
Requisitos previos recomendados: Mecánica Clásica I-II. Termodinámica y Teoría Cinética. Métodos Matemáticos I-VI.
PLAN DE CONTINGENCIA en caso de un posible cambio de escenario
1) Objetivos: sin cambios
2) Contenido: sin cambios
3) Material bibliográfico: sin cambios
4) Competencias: sin cambios
5) Metodología:
Escenario 2: Parte de la enseñanza se desarrollará telemáticamente: si las medidas adoptadas por las autoridades sanitarias lo permiten, las clases expositivas se desarrollarán telemáticamente a través de Microsoft Teams y las interactivas de manera presencial, respetando el horario oficial de clases aprobado por el centro.
Si la limitación de aforo dictada por las autoridades sanitarias no permite que todos los estudiantes asistan a las clases interactivas de manera presencial, éstas se retransmitirán telemáticamente. Los estudiantes se turnarán para asistir a las clases presenciales. El número de estudiantes por turno estará condicionado por la normativa vigente en cada momento dado.
Al programar la actividad presencial se priorizarán las pruebas de evaluación frente a las clases interactivas presenciales. Si debido a la rotación forzosa de estudiantes las pruebas de evaluación consumieran una cantidad inasumible de horas, la docencia correspondiente se impartiría telemáticamente.
Las tutorías pueden ser presenciales o telemáticas, y requerirán cita previa.
Escenario 3
La enseñanza será telemática y las clases se desarrollarán sincrónicamente en el horario oficial de clases. Puede ser que, por razones sobrevenidas, algunas de las clases se realicen de forma asíncrona, lo que se comunicará a los estudiantes con anticipación.
Las tutorías serán telemáticas y requerirán cita previa.
6) Sistema de evaluación
En los escenarios 2 y 3, las actividades de evaluación que no puedan ser realizadas de manera presencial, si no pueden ser retrasadas, se realizarán telemáticamente a través de las herramientas institucionales Office 365 y Moodle. En este caso se exigirá la adopción de una serie de medidas que requerirán que el alumnado disponga de un dispositivo con micrófono y cámara mientras no se disponga de un software de evaluación apropiado. El alumnado puede ser convocado a una entrevista para comentar o explicar una parte o el total de la prueba. La duración de las actividades telemáticas será de como máximo 1 h en las pruebas de evaluación continua y de 2h en el caso de un examen final.
En los casos de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas será de aplicación el recogido en la Normativa de evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y de revisión de calificaciones.
7) Tiempo de estudio y trabajo personal: sin cambios.
8) Recomendaciones para el estudio de la materia: sin cambios.
Luis Miguel Varela Cabo
Coordinador/a- Departamento
- Física de Partículas
- Área
- Física de la Materia Condensada
- Teléfono
- 881813966
- Correo electrónico
- luismiguel.varela [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Catedrático/a de Universidad
Jose Manuel Otero Mato
- Departamento
- Física de Partículas
- Área
- Física de la Materia Condensada
- Correo electrónico
- josemanuel.otero.mato [at] rai.usc.es
- Categoría
- Predoutoral Ministerio
Alejandro Rivera Pousa
- Departamento
- Física de Partículas
- Área
- Física de la Materia Condensada
- Correo electrónico
- arivera.pousa [at] usc.es
- Categoría
- Predoutoral Ministerio
| Lunes | |||
|---|---|---|---|
| 12:30-14:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula Virtual 3º |
| 18:00-19:30 | Grupo /CLE_02 | Castellano | Aula Virtual 3º |
| Martes | |||
| 12:30-14:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula Virtual 3º |
| 18:00-19:30 | Grupo /CLE_02 | Castellano | Aula Virtual 3º |
| 03.06.2021 09:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | 3 (Informática) |
| 03.06.2021 09:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 0 |
| 03.06.2021 09:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 130 |
| 03.06.2021 09:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 140 |
| 03.06.2021 09:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 6 |
| 03.06.2021 09:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 830 |
| 03.06.2021 09:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 840 |
| 03.06.2021 09:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Magna |
| 07.07.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | 3 (Informática) |
| 07.07.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 0 |
| 07.07.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 130 |
| 07.07.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 140 |
| 07.07.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 6 |
| 07.07.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 830 |
| 07.07.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 840 |
| 07.07.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Magna |