Statistische Theorie der Wärme

I Statistische Gesamtheiten und das thermische Gleichgewicht.- 1. Einleitung.- Literatur.- 2. Statistische und thermodynamische Physik.- 2.1 Statistische Gesamtheiten.- 2.2 Kanonische Gesamtheiten, Entropie und Temperatur.- 2.2.1 Zustandssumme und Entropie des idealen Gases.- Aufgaben.- Literatur.- Ergänzende Literatur.- 3. Grundbegriffe der Statistik.- 3.1 Klassische Statistik.- 3.2 Quantenstatistik.- Aufgaben.- Literatur.- 4. Die Schwankungen makroskopischer additiver Größen.- Aufgaben.- Literatur.- 5. Das thermische Gleichgewicht.- Ergänzende Literatur.- 6. Statistische Gesamtheiten des Gleichgewichts.- 6.1 Die mikrokanonische Gesamtheit.- 6.2 Die kanonische Gesamtheit.- 6.3 Die großkanonische Gesamtheit.- 6.4 Systeme mit äußeren Kräften und die verallgemeinerte großkanonische Gesamtheit.- Aufgaben.- Ergänzende Literatur.- 7. Die Maxwell-Boltzmann-Verteilung.- 7.1 Barometrische Höhenformel.- 7.2 Maxwell-Verteilung.- 7.3 Druck und mittlere kinetische Energie.- Aufgaben.- Literatur.- Ergänzende Literatur.- 8. Die kanonische Verteilung.- 8.1 Klassische Statistik.- 8.2 Quantenstatistik.- Aufgaben.- 9. Thermodynamische Mittelwerte.- Aufgaben.- 10. Entropie und Wahrscheinlichkeit.- 10.1 Additivität, Extensivität.- 10.2 Entropie und partielle Gleichgewichte.- 10.3 Extremaleigenschaften.- Aufgaben.- Ergänzende Literatur.- 11. Entropie und Information.- Literatur.- 12. Mechanische Zustandsgrößen in der Thermodynamik.- Aufgaben.- Ergänzende Literatur.- 13. Elektromagnetische Zustandsgrößen in der Thermodynamik.- Aufgaben.- Ergänzende Literatur.- 14. Thermische Fluktuationen.- Aufgaben.- II Gleichgewichtsthermodynamik.- 15. Hauptsätze der Thermodynamik.- 15.1 Wärmemenge.- 15.2 Temperatur.- 15.3 Der I. Hauptsatz.- 15.4 Der II. Hauptsatz.- Aufgaben.- Literatur.- 16. Carnot-Prozesse und thermodynamische Temperaturskala.- Aufgaben.- Literatur.- 17. Thermodynamische Relationen.- Aufgaben.- 18. Homogene Systeme.- Aufgabe.- Literatur.- 19. Gleichgewicht in inhomogenen Feldern.- Aufgabe.- 20. Stoffaustauschgleichgewichte.- 20.1 Phasengleichgewichte.- 20.2 Der osmotische Druck.- 20.3 Gleichgewichtsverschiebungen in Lösungen.- 20.4 Chemische Gleichgewichte.- Aufgaben.- 21. Umwandlungswärmen und Clausius-Clapeyron-Gleichung.- 21.1 Latente Wärmen bei Phasenumwandlungen.- 21.2 Chemische Reaktionswärmen.- Aufgaben.- III Berechnung thermodynamischer Funktionen.- 22. Näherungsmethoden.- Ergänzende Literatur.- 23. Die quasiklassische Näherung.- Aufgaben.- Literatur.- 24. Gleichverteilungssatz und Virialsatz.- Aufgaben.- Literatur.- Ergänzende Literatur.- 25. Quantenkorrekturen zur klassischen Statistik.- 26. Störungstheorie.- Aufgaben.- Ergänzende Literatur.- 27. Verdünnte Gase und Lösungen.- 28. Einatomige klassische ideale Gase.- Aufgaben.- Literatur.- 29. Zweiatomige ideale Gase.- Aufgabe.- 30. Die Virialentwicklung.- Aufgaben.- Literatur.- Ergänzende Literatur.- 31. Die van der Waals-Gleichung.- Aufgaben.- Literatur.- Ergänzende Literatur.- 32. Thermodynamische Ähnlichkeit.- Literatur.- Ergänzende Literatur.- 33. Molekularfeldnäherung für inhomogene Systeme.- 33.1 Die freie Energie im inhomogenen Feld.- 33.2 Heuristische Herleitung der Dichtefluktuationen im Rahmen der Molekularfeldnäherung.- 33.3 Kompressibilität und langreichweitige Dichteschwankungen.- Aufgabe.- Literatur.- 34. Systeme mit geladenen Teilchen.- Literatur.- 35. Dichteschwankungen und Lichtstreuung.- Aufgabe.- 36. Spinsysteme.- Aufgaben.- Literatur.- Ergänzende Literatur.- 37. Quasiteilchen.- 37.1 Elementare Anregungen in kondensierter Materie.- 37.2 Quasifermionen.- 37.3 Quasibosonen.- 37.4 Bose-Kondensation.- 37.5 Die spezifische Wärme bei tiefen Temperaturen.- Aufgabe.- Literatur.- 38. Photonen im Strahlungshohlraum.- Aufgaben.- Literatur.- 39. Phononen in festen Körpern.- Aufgaben.- 40. Phononen und Rotonen im flüssigen He II.- Aufgaben.- Literatur.- Ergänzende Literatur.- 41. Fermionen bei tiefen Temperaturen.- 41.1 Normale Fermi-Flüssigkeiten.- 41.2 Supraleiter.- Aufgaben.- Literatur.- Ergänzende Literatur.- 42. Ferromagnetische Magnonen bei tiefen Temperaturen.- Aufgabe.- Ergänzende Literatur.- 43. Phasenübergänge.- 44. Feldtheorie kritischer Phänomene.- 44.1 Molekularfeldtheorie homogener Systeme.- 44.2 Die freie Energie im kritischen Bereich.- 44.3 Molekularfeldtheorie kritischer Phänomene.- 44.4 Mehrkomponentige Felder.- Aufgaben.- Literatur.- 45. Fluktuationen des Ordnungsparameterfeldes.- 45.1 Fluktuationsbeiträge zur Suszeptibilität.- 45.2 Fluktuationsbeiträge zur spezifischen Wärme.- Aufgaben.- Literatur.- Ergänzende Literatur.- 46. Skaleninvarianz und kritische Exponenten.- Literatur.- 47. Fluktuationsbeiträge zur freien Energie.- 47.1 Die Terme erster Ordnung.- 47.2 Die Terme zweiter Ordnung.- Aufgaben.- Literatur.- 48. Berechnung kritischer Exponenten.- 48.1 Der Exponent v.- 48.2 Der Exponent ?.- Literatur.- Ergänzende Literatur.- 49. Die Renormierungsgruppe.- Aufgabe.- Literatur.- Ergänzende Literatur.- 50. Renormierungsgruppen-Transformation im Impulsraum.- Aufgabe.- Literatur.- Ergänzende Literatur.- 51. Renormierungsgruppen-Transformation im Ortsraum.- Aufgabe.- Literatur.- Ergänzende Literatur.- A. Erzeugung tiefer Temperaturen.- A.1 Adiabatische Entspannung.- A.2 Das Gegenstromprinzip.- A.3 Gedrosselte Entspannung (Joule-Thomson-Effekt).- Aufgabe.- A.4 Adiabatische Entmagnetisierung.- A.7 Laserkühlung.- Literatur.