ENSEIGNEMENT ECOLE POLYTECHNIQUE

COURS DE PHYSIQUE STATISTIQUE (PHY 432 B):

L'organisation de ce cours (horaires, salles) est rappelée en: Organisation du cours

Contrôles de connaissances et notation du cours PHY432: Organisation des controles
QCM

Amphi 1: Le premier amphi porte sur le chapitre 1 et le chapitre 2 jusqu'à la section 2.4.
Transparents du cours: "Amphi 1 (pdf)"
Exercices reliés: Numéros 1 a 4.

Amphi 2: L'amphi 2 porte sur les paragraphes 2.4, 3.1, 3.2.1
Transparents du cours: "Amphi 2 (pdf)"
Les exercices simples les plus directement reliés au cours sont les Numéros 7, 9, 11, 15. Tous les exercices 1 a 16, (sauf le 5) peuvent etre abordés.
Le problème 17, sur l'élongation de l'ADN, étudie en détail l'exemple montré en amphi. Les parties 1 à 3 peuvent etre abordées dès maintenant.
Un excellent exercice sur la loi barométrique: comprendre l'article de Jean Perrin reproduit ici: Brownian Motion and Molecular Reality . Vous y verrez en particulier toutes les difficultés qu'il a rencontrées pour sa mesure du nombre d'Avogadro. Des expériences de biophysique de l'ADN:

Biophysique de l'ADN-1
Biophysique de l'ADN-2

Rappel: pour tester votre compréhension après chaque cours: Questions avec Choix Multiple autour de chaque Amphi

Amphi 3: L'amphi 3 porte sur les paragraphes 3.1,3.2,3.3,3.4
Transparents du cours: "Amphi 3 (pdf)"

Les exercices 1 à 20 peuvent etre abordés.

Amphi 4: L'amphi 4 porte sur les paragraphes 3.5 (ensemble grand-canonique) et 4.1 (gaz parfait).
Transparents du cours: "Amphi 4 (pdf)"
Exercices: 21 a 32. Vous pouvez commencer par 21,22,25,26.
Le problème 2 du contrôle de 2007 portait sur un aspect de théorie cinétique des gaz: l'effusion. C'est un bon exercice... L'annexe 12.2 contient un résumé utile sur les ensembles statistiques.

Amphi5: Il porte sur le paragraphe 4.2 et sur l'ensemble du chapitre 5.Transparents du cours: "Amphi 5 (pdf)"
Dans le livre d'exercice, les 1 a 32 sont faisables. Les 24 a 25, 28 a 29 sont les plus proches de cet amphi-ci. En particulier le 29 est un bon complément à l'étude des corrélations de gaz en interactions faite en cours.
Problèmes: Vous pouvez regarder le probleme VII, qui donne un calcul assez détaillé des isothermes d'un fluide, ainsi que le XII.
Amphi 6: L'amphi 6 porte sur l'ensemble du chapitre 6. Transparents du cours: "Amphi 6 (pdf)"
Exercices: 1 a 32 sont toujours faisables.
Vous pouvez égalament résoudre en detail le modèle de dynamique de population de bactéries donné en pages 97-98 du cours.
Quelques références complementaires accessibles sur le web, pour les esprits curieux:
Une introduction à la méthode de Monte Carlo se trouve dans le livre de Werner Krauth, "Statistical Mechanics: Algorithms and Computations (Oxford Master Series in Physics)", livre qui est par ailleurs une excellente introduction à la physique statistique numérique.
Une preuve élémentaire de convergence de l'algorithme de Monte Carlo, et des références à ce propos, sont disponibles sous le numéro 0008046 dans la base d'archives cond-mat, qui par ailleurs vous offre l'essentiel des travaux récents en physique de la matière condensée et physique statistique.
Amphi 7: L'amphi 7 est une introduction à la théorie de l'information et ses liens avec la physique statistique. Ce sujet n'est abordé que brièvement dans le poly (section 2.5), on va donc vous distribuer un complément de poly portant précisément sur ce thème. Ce complément est aussi disponible sous la forme de fichier pdf: Complément de poly pour l'amphi 7: Théorie de l'Information et Physique Statistique. Transparents du cours: "Amphi 7 (pdf)"
Amphi 8: L'amphi 8 traite de la physique statistique des particules indiscernables, fermions et bosons (poly paragraphes 7.1 à 7.5). Il expose l'importance du principe de Pauli et ses conséquences sur les propriétés thermodynamiques des systèmes de particules sans interactions, en montrant comment utiliser la représentation en nombres d'occupation et l'ensemble grand canonique. C'est une construction essentielle pour toute la fin de ce cours de physique statistique. Les subtilités des gaz quantiques ne peuvent être comprises que par un peu d'entrainement... Les exercices 33 à 35 vous offrent de quoi pratiquer, et vérifier que vous avez les idées claires sur le principe de Pauli, sur la manière d'écrire les états etc... avec un nombre arbitraire de particules (pas seulement N=2).
Pour les curieux: regarder comment S.K. Ma déduit le facteur d'occupation de Fermi à partir du bilan détaillé (chapitre 3 de son livre 'Statistical mechanics'

Transparents du cours: "Amphi 8 (pdf)"
Amphi 9: Il porte sur les gaz parfaits quantiques de particules libres (poly paragraphes 7.6 à 7.8, chapitres 8 et 10). Vous pouvez maintenant faire tous les exercices du recueil, sauf les 44,46,47,48. Vous pouvez aussi aborder tous les problèmes du fascicule de problème des années récentes, sauf probablement celui de 2006. Transparents du cours: "Amphi 9 (pdf)".
Amphi 10: Propriétés électroniques des solides (chapitre 9).Pour en savoir plus sur les propriétés électroniques des solides: cours de physique des solides de troisième année! En attendant, vous êtes armés pour lire par exemple le très beau (et "inusable") livre de C.Kittel: "Introduction to Solid State Physics" (Wiley). Transparents du cours: "Amphi 10 (pdf)".
Amphi 11: Quantification des vibrations: phonons, photons, thermodynamique du rayonnement,etc... (poly chapitre 11). Le problème donné en juin 2005 sur différents aspects du magnétisme recouvre pas mal d'aspects du cours et contient un autre exemple de quantification des vibrations, les magnons.
Transparents du cours: "Amphi 11 (pdf)".

Contrôle: il a bien lieu le lundi 2 juillet de 9h à 12h , cf la note en haut de cette page.