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Originaltitel:
Statistical Mechanics and Thermodynamics: A Practical Approach
Inhalt des Buches:
Statistische Mechanik und Thermodynamik: Ein praktischer Ansatz bietet eine neue Sichtweise auf den traditionellen Physikkurs auf Graduiertenebene. Der Schwerpunkt liegt auf den Werkzeugen, die für die Anwendung der statistischen Mechanik in der Forschung in einer Vielzahl von Bereichen erforderlich sind, wobei die für eine klare Darstellung erforderliche Strenge beibehalten wird. Das Buch ist so konzipiert, dass es einen aktiven Lernansatz unterstützt, indem es zahlreiche konzeptionelle Fragen und Beispielprobleme mit Lösungen verwendet, so dass die Studenten ihr Verständnis üben und selbst einschätzen können, während sie Fortschritte machen.
Der Haupttext besteht aus fünf thematischen Kapiteln, die die wichtigsten Themen des Fachgebiets abdecken:
⬤ Boltzmann-Systeme (Boltzmann-Verteilung, Verteilungsfunktionen, klassische Systeme, Koordinatenverteilungen, Boltzmann-Transportgleichung)
⬤ Quantensysteme (entartete Fermi-Gase, Pauli-Paramagnetismus, Landau-Diamagnetismus, Bose-Einstein-Kondensation, Schwarzkörperstrahlung, Debye-Modell)
⬤ Thermodynamik (Gesetze der Thermodynamik, Entropie, Beziehung zwischen Thermodynamik und statistischer Mechanik, Funktionen der freien Energie, chemisches Gleichgewicht, Reaktionsfunktionen, Thermodynamik magnetischer Systeme)
⬤ Ensembletheorie (mikrokanonische, kanonische und großkanonische Ensembles, Dichtematrixtheorie, Phasenraum, Liouville-Gleichung, kinetische Theorie)
⬤ Wechselwirkende Systeme (Virialapproximation, Ising-Modell, van der Waals-Gas, Phasenübergänge, kritische Phänomene)
Die Reihenfolge der Präsentation ist durch die Forschung im Bereich des pädagogischen Scaffolding motiviert, wobei die direktesten und am besten anwendbaren Techniken zuerst präsentiert werden und abstraktere Konzepte erst dann, wenn die Schüler ein grundlegendes Niveau an Kenntnissen entwickelt haben. Scaffolding und aktives Lernen sind in den einführenden Physikkursen weit verbreitet, aber die Pädagogik bleibt auf allen Ebenen wirksam.
Der Ansatz des Textes führt zu einem messbaren Zuwachs an Verständnis und höherer Zufriedenheit der Studierenden. In der Lehrveranstaltung des Autors an der University of Virginia haben die Studenten, die nach diesem Lehrplan unterrichtet wurden, bei der Qualifikationsprüfung für den Doktortitel eine Verbesserung der Ergebnisse um mehr als eine Standardabweichung erzielt, wobei die Bestehensquote von 60 % auf 85 % gestiegen ist. Gleichzeitig verbesserte sich die durchschnittliche Bewertung des Kurses durch die Studenten von 4,4 auf 4,8 auf einer Fünf-Punkte-Skala, wodurch er von einem der am wenigsten zufriedenstellenden Kurse zu einem der zufriedenstellendsten Kurse des Programms wurde.
Der Text wird in einem Print-on-Demand-Format angeboten, das im Vergleich zu herkömmlichen Verlagsalternativen sehr viel günstiger ist. Eine elektronische Version des Buches und weitere Informationen finden Sie auf der Website des Verlags: www.zerokpress.com.
Weitere Daten des Buches:
| ISBN: | 9780960065905 |
| Autor: | |
| Verlag: | |
| Sprache: | Englisch |
| Einband: | Hardcover |
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