theoretische physik an der RWTH Aachen

Karteikarten und Zusammenfassungen für theoretische physik an der RWTH Aachen

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Wodurch zeichnet sich ein makroskopisches System Aus?

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Welche 2 Arten der Bewegung auf der atomaren Skala gibt es?

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Warum beschreibt man die Thermodynamik als phänomenologische Theorie?

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Warum statistische Beschreibung?

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Warum können Systeme mit so vielen Freiheitsgraden  überhaupt beschrieben werden?

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Was ist ein Ensemble?

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Welche zwei Arten von Mittelwerten gibt es?

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Wodurch werden Mikro- und Makrozustand festgelegt?

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Was beschreibt die Ergodentheorie?

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Welche Gleichgewichtssituationen werden in der statistischen Physik behandelt?

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Welche Nichtgleichgewichtssituationen werden in der statistischen Physik behandelt?

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Was ist ein abgeschlossenes System?

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Beispielhafte Karteikarten für theoretische physik an der RWTH Aachen auf StudySmarter:

theoretische physik

Wodurch zeichnet sich ein makroskopisches System Aus?
  • Besteht aus mikroskopischen Konstituenten
  • Hat viele mikroskopische Freiheitsgrade

theoretische physik

Welche 2 Arten der Bewegung auf der atomaren Skala gibt es?
  • Quantenmechanisch
  • Klassisch

Übergang für De Broglie-Wellenlänge << mittlerer Abstand

theoretische physik

Warum beschreibt man die Thermodynamik als phänomenologische Theorie?
Keine mikroskopische Erklärung für Phänomene, wie z.B. die Temperatur

theoretische physik

Warum statistische Beschreibung?
Messgrößen fluktuieren auf sehr kurzen Zeitskalen. Gesucht sind also Zusammenhänge zwischen Kontrollparametern (z.B. Volumen) und Mittelwerten/Messgrößen (z.B. Druck)

Prinzip: „erst Mitteln dann rechnen“
Ziel: identifizieren der Parameter die brauchbar f+Übür die makroskopisch Beschreibung sind

theoretische physik

Warum können Systeme mit so vielen Freiheitsgraden  überhaupt beschrieben werden?
Laut dem „Gesetz der großen Zahlen“ werden die relativen Schwankungen mit mehr Freiheitsgraden kleiner und man kann quasi deterministische Gesetzmäßigkeiten finden.

theoretische physik

Was ist ein Ensemble?
  • Besteht aus Vielzahl identischer Systeme
  • Wird charakterisiert durch eine Wahrscheinlichkeitsverteilung
  • Ist festgelegt durch makroskopische Präperationsvorschriften (z.B. Energie, Druck und Teilchenzahl)

theoretische physik

Welche zwei Arten von Mittelwerten gibt es?
  • Zeitmittel: Mitteln über die Zeit
  • Mittel über viele „identische“ Systeme

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Wodurch werden Mikro- und Makrozustand festgelegt?
Mikrozustand:
  • Quantenmechanik: Vielteilchenwellenfunktion/ Hamiltonoperator
  • Klassische Mechanik: 6N Anfangsbedingungen /Hamiltonfunktion

Makrozustand:
  • Präparationsvorschriften

theoretische physik

Was beschreibt die Ergodentheorie?
Wann die Beschreibung eines Systems zu verschiedenen Zeiten Realisierung der verschiedenen Systeme eines statistischen Ensembles ist. In diesem Fall entspricht der Zeit- dem Ensemblemittelwert.

theoretische physik

Welche Gleichgewichtssituationen werden in der statistischen Physik behandelt?
  • Einfache thermodynamische Zusammenhänge von Gasen
  • Magnetische Eigenschaften von Festkörpern
  • Phasenübergänge (z.B. fest-flüssig-gasförmig oder magnetisch-nichtmagnetisch)

theoretische physik

Welche Nichtgleichgewichtssituationen werden in der statistischen Physik behandelt?
  • Lineare Antworttheorie (Störungen mit kleiner Amplitude) vs. „echtes“ Nichtgleichgewicht
  • Relaxation abgeschlossener Systeme vs. durch äußere Störungen getriebene Systeme

theoretische physik

Was ist ein abgeschlossenes System?
  • Isoliert: nicht mit anderen Systemen in Kontakt
  • Nicht gestört: lange sich selbst überlassen

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