Séance de cours

Paramagnétisme : traitement microcanonique vs traitement canonique

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Dans cours

MSE-421: Statistical mechanics

This course presents an introduction to statistical mechanics geared towards materials scientists. The concepts of macroscopic thermodynamics will be related to a microscopic picture and a statistical interpretation. Lectures and exercises will be compleme ...

Description

Cette séance de cours explore le traitement microcanonique et canonique d'un paraaimant dans un champ externe, en se concentrant sur la relation entre la température, le champ externe, l'énergie et l'aimantation. L'instructeur discute de la distribution des spins, de la densité des états, de la température inverse et du comportement de l'énergie avec l'évolution de la température. La séance de cours explore également la fonction de partition canonique, les sous-systèmes non interactifs et l'aimantation du système en relation avec les propriétés du champ magnétique, de la température et du matériau appliqués.

Enseignant·e

Michele Ceriotti

Michele Ceriotti received his Ph.D. in Physics from ETH Zürich in 2010. He spent three years in Oxford as a Junior Research Fellow at Merton College. Since 2013 he leads the laboratory for Computational Science and Modeling in the Institute of Materials at EPFL. His research revolves around the atomic-scale modelling of materials, based on the sampling of quantum and thermal fluctuations and on the use of machine learning to predict and rationalize structure-property relations. He has been awarded the IBM Research Forschungspreis in 2010, the Volker Heine Young Investigator Award in 2013, an ERC Starting Grant in 2016, and the IUPAP C10 Young Scientist Prize in 2018.

Source officielle

Proximité ontologique

Physique

Thermodynamique: Statistical mechanics

Physique de la matière condensée: Transition de phase

Concepts associés (32)

Ensemble statistique

En physique statistique, un ensemble statistique est une abstraction qui consiste à considérer une collection de copies virtuelles (ou répliques) d'un système physique dans l'ensemble des états accessibles où il est susceptible de se trouver, compte tenu des contraintes extérieures qui lui sont imposées, telles le volume, le nombre de particules, l'énergie et la température. Cette notion, introduite par le physicien américain Josiah Willard Gibbs en 1902, est un concept central de la physique statistique.

Fonction de partition

En physique statistique, la fonction de partition Z est une grandeur fondamentale qui englobe les propriétés statistiques d'un système à l'équilibre thermodynamique. C'est une fonction de la température et d'autres paramètres, tels que le volume contenant un gaz par exemple. La plupart des variables thermodynamiques du système, telles que l'énergie totale, l'entropie, l'énergie libre ou la pression peuvent être exprimées avec cette fonction et ses dérivées.

Partition function (mathematics)

The partition function or configuration integral, as used in probability theory, information theory and dynamical systems, is a generalization of the definition of a partition function in statistical mechanics. It is a special case of a normalizing constant in probability theory, for the Boltzmann distribution. The partition function occurs in many problems of probability theory because, in situations where there is a natural symmetry, its associated probability measure, the Gibbs measure, has the Markov property.

Moment magnétique

En physique, le moment magnétique est une grandeur vectorielle qui permet de caractériser l'intensité d'une source magnétique. Cette source peut être un courant électrique, ou bien un objet aimanté. L'aimantation est la distribution spatiale du moment magnétique. Le moment magnétique d'un corps se manifeste par la tendance qu'a ce corps à s'aligner dans le sens d'un champ magnétique, c'est par exemple le cas de l'aiguille d'une boussole : le moment que subit l'objet est égal au produit vectoriel de son moment magnétique par le champ magnétique dans lequel il est placé.

Susceptibilité magnétique

La susceptibilité magnétique désigne une propriété d'un matériau qui caractérise la faculté de celui-ci à s'aimanter sous l'effet d'une excitation magnétique émise par un champ. C'est une grandeur sans dimension qu'on note en général par le symbole , ou simplement s'il n'y a pas d'ambiguïté avec la susceptibilité électrique dans le texte. Tout matériau est composé au niveau microscopique d'atomes liés ensemble, chacun de ces atomes pouvant être vu comme un aimant élémentaire si l'on ne s'intéresse qu'aux propriétés magnétiques.

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Séances de cours associées (64)

Propriétés magnétiques : Matériaux et aimantation

Explore les propriétés magnétiques des matériaux, les types de magnétisme et les courbes d'hystérésis.

Aperçu des propriétés magnétiques

Introduit la magnétisation, les moments magnétiques et les propriétés des matériaux, en mettant l'accent sur le diamagnétisme, le paramagnétisme et le ferromagnétique.

Échantillonnage de l'Ensemble Canonique

Explore l'échantillonnage de l'ensemble canonique, des fluctuations de température, de la distribution lagrangienne étendue et de Maxwell-Boltzmann dans les simulations de dynamique moléculaire.

Ensembles et fonctions de partition

Couvre les ensembles, les fonctions de partition et les distributions en thermodynamique statistique.

Propriétés diélectriques et magnétiques

Explore les propriétés diélectriques et magnétiques des matériaux, y compris la conductivité électrique, les isolants, les condensateurs et les différents types de magnétisme.

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Ensemble statistique

Fonction de partition

Partition function (mathematics)

Moment magnétique

Susceptibilité magnétique

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