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Der vierte Band dieser Einführung in die theoretische Physik behandelt die statistische Physik und Thermodynamik. Themen sind dabei die statistische Fundierung der Thermodynamik, Grundlagen der statistischen Mechanik und Quantenmechanik, die thermodynamischen Hauptsätze und statistische Ensembles. Ein zentrales Anliegen des vorliegenden Buches ist die Diskussion der Entropie: Eine Festlegung als ein exaktes Differential in der Form von spezifischer Wärme erfolgt durch eine ausführliche Analyse des Carnotprozesses in den Variablen Druck und Volumen sowie den Variablen Entropie und Temperatur und deren Vergleich. Eine anschauliche Interpretation der Entropie als ein Maß für Ordnung in thermischen Systemen ergibt sich aus einer Diskussion auf der Basis der Informationstheorie. Nach einer Betrachtung der drei idealen Gase (klassisches Gas, Fermigas und Bosegas - das Letztere einschließlich der Bose-Einstein-Kondensate) werden die Formulierung von einfachen, quantenmechanischen Festkörpermodellen und die Hohlraumstrahlung besprochen. Das Buch schließt mit einer Diskussion realer Systeme (klassische und quantenmechanische Vielteilchensysteme). Die Autoren stellen in kompakter und übersichtlicher Weise störungstheoretische Methoden zur Beschreibung dieser Systeme vor. Dabei wird der Schwerpunkt auf die diagrammatischen Entwicklungen gelegt: Cluster-, Kumulanten- und Virialdiagramme in klassischen Systemen und, ausgehend vom Wick’schen Theorem bei endlichen Temperaturen, Hugenholtz- und Feynmandiagramme in Quantensystemen. In diesem Kontext wird auch einen alternativen Zugang zu realen Quantensystemen beleuchtet: die thermische Dichtefunktionaltheorie. Reiner M. Dreizler Studium der Physik in Freiburg/Breisgau (Diplom) und an der Australian National University, Canberra (Ph.D.). Research Associate and Assistant Professor an der University of Pennsylvania. Professor (jetzt Emeritus) für Theoretische Physik an der Johann Wolfgang Goethe-Universität, Frankfurt/M. Mitglied DPG, EPS, Fellow APS. Arbeitsgebiet: Quantenmechanische Vielteilchensysteme. Cora S. Lüdde Studium der Physik an der Johann Wolfgang Goethe-Universität, Frankfurt/M (Diplom). Nach familiärer Pause Wiedereinstieg in die Physik und Informatik mit Schwerpunkt Programmierung. Weiterbildung im didaktischen Bereich. Mitarbeiterin im Hochschulrechenzentrum der Johann Wolfgang Goethe-Universität im Bereich Campus Management. Arbeitsgebiet: Anwendungsorientierte Programmierung, Erstellung von E-Learning-Software. .

Thermodynamics.

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Der Grundkurs Theoretische Physik in 4 in sich abgeschlossenen Bänden basiert auf langjährig erprobten Vorlesungen, in denen die Aufbereitung der theoretisch-physikalischen Grundlagen in enger Form mit dem entsprechenden Stoff aus der Mathematik verknüpft wird. Interaktive, Web-basierte Aufgaben in html mit Applets helfen den Studierenden bei der Vertiefung des Stoffes: 1 Theoretische Mechanik 2 Elektrodynamik und Relativitätstheorie 3 Quantenmechanik 4 Thermodynamik und Statistische Physik.

Optics. --- Electrodynamics. --- Gravitation. --- Classical Electrodynamics. --- Classical and Quantum Gravitation, Relativity Theory.

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Density Functional Theory (DFT) has firmly established itself as the workhorse for the atomic-level simulation of condensed matter phases, pure or composite materials and quantum chemical systems. The present book is a rigorous and detailed introduction to the foundations up to and including such advanced topics as orbital-dependent functionals and both time-dependent and relativistic DFT. Given the many ramifications of contemporary DFT, this text concentrates on the self-contained presentation of the basics of the most widely used DFT variants. This implies a thorough discussion of the corresponding existence theorems and effective single particle equations, as well as of key approximations utilized in implementations. The formal results are complemented by selected quantitative results, which primarily aim at illustrating strengths and weaknesses of a particular approach or functional. DFT for superconducting or nuclear and hadronic systems are not addressed in this work. The structure and material contained in this book allow for a tutorial and modular self-study approach: the reader will find that all concepts of many-body theory which are indispensable for the discussion of DFT - such as the single-particle Green's function or response functions - are introduced step by step, rather than just used. The same applies to some basic notions of solid state theory, as, for instance, the Fermi surface. Also, the language of second quantization is introduced systematically in an Appendix for readers without a formal theoretical physics background.

Mathematical physics --- Quantum mechanics. Quantumfield theory --- Plasma physics --- Statistical physics --- Matter physics --- Chemistry --- Materials sciences --- Computer science --- Computer. Automation --- EMI (electromagnetic interference) --- molecuulfysica --- materiaalkennis --- materie (fysica) --- plasmafysica --- quantummechanica --- theoretische fysica --- chemie --- informatica --- atoomfysica