Introducción a la Física Estadística

El presente manual tiene como propósito fundamental servir de base para la asignatura de Física Estadística (Grado en Física de la Universidad de Extremadura). En particular, los 8 capítulos de los que consta este manual están esencialmente asociados a las palabras clave o descriptores del curso cuatrimestral de Física Estadística que actualmente se imparte en la Universidad de Extremadura. El manual está dividido básicamente en dos grandes bloques (capítulos 1 al 7) dedicados a la descripción estadística de sistemas clásicos y cuánticos en equilibrio. Además, incluye en el capítulo 8 una pequeña introducción a la teoría cinética elemental de los gases diluidos. En lo que respecta a los capítulos 1-7, partiendo del famoso postulado de igualdad de probabilidades a priori, se introducen los colectivos microcanónico, canónico y gran canónico (o canónico generalizado) tanto para sistemas clásicos como cuánticos. Una vez introducidas las densidades de probabilidad en cada colectivo, se presta una especial atención a la conexión con la Termodinámica así como a la equivalencia entre los tres colectivos a nivel de valores medios para sistemas macroscópicos. Dado que se trata de un curso introductorio, la gran mayoría de aplicaciones se restringen al caso de sistemas ideales. Es importante señalar que el manual se centra tanto en la introducción de los fundamentos de la Física Estadística de equilibrio como en los límites de validez de la misma. De este modo, aunque no se rehúye de un análisis matemático riguroso, los conceptos se introducen con frecuencia de forma sencilla obviando un análisis matemático complejo. Además, para facilitar la asimilación de las ideas y conceptos teóricos expuestos en el manual, se incluyen al final de cada capítulo una serie de problemas resueltos. Por todo ello, esperamos que este manual pueda ser útil como curso introductorio de la Física Estadística no sólo a los estudiantes de la Universidad de Extremadura, sino también a otros estudiantes de distintas de distintas universidades.