Descriptif

Ce cours présente les concepts de base et les méthodes de la physique statistique et décrit des applications dans de nombreux domaines. Les notions théoriques indispensables sont développées de manière simple et pédagogique.

1. Dans la première partie, la notion d’ensemble statistique est développée. La démarche suivie consiste à représenter le système physique réel par un outil théorique, l’ensemble statistique, qui permet de décrire ses propriétés et son évolution.
   
2. La deuxième partie utilise ces notions pour décrire les systèmes contenant des particules en interaction. De nombreux exemples d’applications sont présentés, dont : les transitions de phase, le magnétisme, les polymères. Un exemple d’utilisation de simulation numérique est présenté. Le développement de puissants moyens de calculs permet de s’intéresser à des systèmes de plus en plus complexes grâce à la simulation numérique. Ces méthodes sont utilisées dans l’étude des fluides complexes, de la biophysique et de la climatologie.
   
3. La troisième partie concerne les statistiques quantiques, avec présentation des principales applications, dont : les métaux, les semi-conducteurs et les dispositifs optoélectroniques, les naines blanches en astrophysique, les superfluides, le rayonnement du corps noir, l’expansion de l’univers et le « big bang » les vibrations des réseaux cristallins et la chaleur spécifique des solides.
   
4. La quatrième partie contient quelques exemples d’applications : la course vers le zéro absolu, l’effet de serre et la climatologie, la supraconductivité.

Cet ouvrage résulte d’un cours donné à l’Ecole Normale Supérieure de Paris et à l’Ecole de Physique et Chimie Industrielles (ESPCI) de Paris, il s’adresse aux étudiants suivant un cursus en physique, biophysique, géophysique, chimie, sciences de l’ingénieur, et aux élèves des écoles d’ingénieurs. Le niveau d’enseignement de ce cours correspond à celui de la première année de maîtrise. Il leur donne les connaissances de bases indispensables et s’avérera un outil précieux pour la poursuite de leurs études et leur futur métier.

Présentation de l’auteur

Julien Bok est un ancien élève de l’Ecole Normale Supérieure (Ulm) et professeur honoraire de l’Université Pierre et Marie Curie. Il a été directeur du laboratoire de Physique du Solide de l’Ecole Normale Supérieure de Paris, puis de celui de l’Ecole Supérieure de Physique et Chimie de Paris. Ses recherches portent sur les propriétés électroniques des semi-conducteurs et des supraconducteurs.

Dernière mise à jour : jeudi 26 janvier 2017