Curriculum vitae

Institute of Theoretical Physics Faculty of Mathematics and Physics, Charles University V Holesovickach 2 180 00 Praha 8 Czech Republic e-mail: premysl.kolorenc (at) matfyz.cuni.cz     kolorenc (at) gmail.com tel: +420 95155 2526

Research

List of publications

• Termodynamika a statistická fyzika I
• Group theory and its applications in physics
• Archiv starších semestrů

Termodynamika a statistická fyzika I

NTMF043

ZS 2021/2022:

• přednáška: Po 9:00-11:15 T2 (Troja, přízemí)
• cvičení: St 13:10-14:40 M3 (Ke Karlovu 3, 2.patro)  Dr. Martin Žonda
• cvičení: Čt 11:30-13:00 ÚTF (Troja, 10.patro)           Dr. Jakub Benda

Požadavky na zápočet (bude upřesněno na cvičeních)

• průměrná úspěšnost řešení domácích úkolů alespoň 65%
• písemná práce na konci semestru

Obsah přednášek a požadavky ke zkoušce v ZS 2020/2021 (s odkazy na poznámky). Obsahuje také doporučené úlohy pro cvičení.

Poznámky k přednášce 2021/22:

• 4.10.
  • Základní pojmy, práce, teplo, vnitřní energie, empirická teplota
• 11.10.
  • Cyklické procesy, 2. termodynamický zákon, Carnotův teorém, absolutní teplota, Clausiova nerovnost
• 18.10.
  • Entropie
  • Entropie v otevřených systémech
• 25.10.
  • Druhý zákon podle Caratheodoryho
  • Teorém maximální práce
  • Axiomatická termodynamika - postuláty založené na vlastnostech entropie
• 1.11.
  • Podmínky rovnováhy
• 8.11.
  • Termodynamické potenciály
  • Maxwellovy relace (úvod)
• 15.11.
  • Termodynamické potenciály -- rekapitulace
  • Maxwellovy relace (dokončení)
  • Podmínky stability
• 22.11.
  • Podmínky stability (dokončení - Le Chatelier-Braun)
  • Chemické reakce
• 29.11.
  • Fázové přechody I. druhu
• 6.12.
  • Spojité fázové přechody a kritické jevy
• 13.12.
  • Statistický popis makroskopických systémů, Liovilleův teorém, mikrokanonický soubor
• 21.12.
  • Kanonický soubor
• 3.1.
  • Grand-kanonický soubor (neupravená loňská verze - m.j. záměna Σ a Ω pro fázový povrch)
  • Kvantová statistická fyzika
  • Masanes, L., Oppenheim, J. A general derivation and quantification of the third law of thermodynamics. Nat Commun 8, 14538 (2017) (klasičtější pojednání 3. termodynamického zákona viz Callen/Luscombe/Swendsen, nezkouším)

Doporučená literatura:

1. Fermi, E.: Thermodynamics (Dover, 1956)
   Zhruba pokrývá fenomenologickou část přednášky od základních termodynamických zákonů po zavedení entropie. Dostupná v knihovně MFF ve velmi omezeném množství.
2. Callen, H. B.: Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics (2nd ed., John Wiley & Sons, 1985)
   Základní kniha, dostupná v knihovně MFF. Pokrývá druhou část přednášky po zavedení entropie.
3. Luscombe J. H.: Thermodynamics (CRC Press, 2018)
   Výborná kniha pokrývající až na pár témat celý kurz termodynamiky.
   Přístupné elektronicky na Portálu e-knih (Ebook Central).
4. Kurz statistické fyziky Davida Tonga (Cambridge)
   Strukturou budování teorie neodpovídá tomuto předmětu, vychází primárně ze statistické fyziky. Jedná se ovšem o výborný ucelený kurz hodný pozornosti, včetně dobře čitelného přehledu fenomenologické termodynamiky. Volně dostupné studijní texty.
5. Swendsen, R. H.: An Introduction to Statistical Mechanics and Thermodynamics (2nd Ed., Oxford Graduate Texts, 2012)
   Obsáhlejší než [4] a [6], koncepčně ale nejblíže statisticko-fyzikální části přednášky.
6. Kardar, M.: Statistical Physics of Particles (Cambridge, 2007)
   Přdedevším kapitoly 3 (Liouvillův teorém) a 4. Stručné, ale i tak více než odpovídá kapacitě tohoto semestru. K dispozici jako kurz zde.
7. Huang, K.: Statistical mechanics (Wiley, 1987)
   Klasická kniha, také dobrá alternativa (kapitoly 6,7, možná 8).

Doplňky:

• Základní matematické "triky"
• Pfaffovy formy podrobně
• Podrobné odvození Meyerova vztahu - charakter derivací v termodynamice
• Entropie vícesložkového ideálního plynu
• Postup redukce derivací pro uzavřené systémy
• Trocha historie: Heat, work and subtle fluids: a commentary on Joule(1850) 'On the mechanical equivalent of heat' (John Young)
• Překlad Boltzmannova článku (1877) s komentáři (K. Sharp a F. Matschinsky, 2015)

Group theory and its application in physics

NTMF061

Winter term 2021/2022:

• lecture: Wed 9:00-10:30 ÚTF (Troja, 10^th floor)
• tutorials: Wed 10:40-12:10 ÚTF (Troja, 10^th floor)

Contents of the lectures (with hyperlinks to notes).

Exam requirements

Home assignments: #1 (due 20.10.), #2 (due 10.11.), #3 (due 24.11.), #4 (due 22.12.), #5 (due 5.1.)

Credit requirements:

• at least 60% average homework evaluation (independently in both finite and Lie groups assignments sets)

Literature:

1. Cornwell J. F.: Group Theory in Physics, Volumes I and II (Academic Press, London 1984)
2. Litzman O., Sekanina M.: Užití grup ve fyzice (Academia, Praha 1982)
3. Sternberg S.: Group Theory and Physics (Cambridge, 1994)
4. Hamermesh M.: Group Theory and its Application to Physical Problems (Addison-Wesley 1962)
5. Isham, C. J.: Modern Differential Geometry for Physicists, 2nd Ed. (World Scientific, Singapore 1999)
6. Fecko, M.: Diferenciálna geometria a Lieove grupy pre fyzikov (IRIS, Bratislava 2004)
7. Ma, Z.-Qi: Group Theory for Physicists (World Scientific, New Jersey 2007)

Refs. [1] and [2] can serve as main textbooks to accompany the course, in particular for the introductory/general topics, representation theory and finite groups. Ref. [5] contains lucid overview of geometrical approach to Lie groups (Chapter 4) and can be used also as introduction to differential geometry for students who do not attend dedicated course (Chapters 2 and 3.1-3.2).

Supplements:

• Full contents of the winter term 2020/21 lectures.
  Links to the recorded lectures and tutorials can be found in the Student Information System at the course information page (after login).
• Classification of point groups - flowchart
• Character tables of point groups
• Mulliken symbols for irreducible representations of the point groups
• Chemical Portal WebQC.org

Výuka - archiv