- Docente: Elisa Ercolessi
- Crediti formativi: 6
- SSD: FIS/02
- Lingua di insegnamento: Inglese
- Moduli: Elisa Ercolessi (Modulo 1) Marco Lenci (Modulo 2)
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 1) Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 2)
- Campus: Bologna
- Corso: Laurea Magistrale in Science of climate (cod. 6697)
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Orario delle lezioni (Modulo 1)
dal 16/09/2025 al 17/12/2025
Conoscenze e abilità da conseguire
At the end of the course, the student will have a basic knowledge of theoretical concepts and methods of statistical physics, including: the probabilistic laws that rule the microscopic description for modeling the behaviour of thermodynamic and complex systems; description of systems at equilibrium; an approach to dynamics and non equilibrium physics. The student will be able to describe the main theoretical concepts and tools in order to use them to solve -analytically or with the aid of numerical simulations- simple but paradigmatic models, with applications to different branches of physics and in particular to problems of climate science.
Contenuti
Il corso è organizzato in due moduli, che offrono un'introduzione ai fondamenti della teoria della probabilità e alle basi della fisica statistica.
- Elementi di Probabilità per applicazioni (28 ore, Prof. Marco Lenci)
Fondamenti matematici della probabilità: spazi di probabilità, eventi; probabilità condizionata, indipendenza; Teorema di Bayes.
Variabili casuali: teoria generale; variabili casuali discrete e continue; momenti; esempi e applicazioni importanti; distribuzione congiunta.
Teoremi sui limiti: legge dei grandi numeri, funzione caratteristica, Teorema del limite centrale, funzione generatrice di momenti.
- Modelli statistici per la fisica (28 ore, prof. Elisa Ercolessi)
Termodinamica e sua interpretazione microscopica: lavoro, calore, entropia; leggi della termodinamica e potenziali termodinamici; teoria cinetica dei gas.
Introduzione alla meccanica statistica classica: lo stato di un sistema di molte particelle; l'insieme microcanonico e l'entropia; l'insieme canonico: funzione di partizione, energia libera e altri potenziali termodinamici; il teorema di equipartizione generalizzato.
Applicazioni: Il gas odeale non relativistico; il gas perfetto ultrarelativistico; un sistema di oscillatori armonici; un gas in campo gravitazionale.
Testi/Bibliografia
S. Ross, Introduction to Probability Models, 12th Ed. (Academic Press)
Greiner et al, Thermodynamics and Statistical Mechanics (Springer)
Huang, Statistical Mechanics (John Wiley & Sons).
Letture addizionali e altro materiale didattico saranno disponibili sulla piattaforma Virtuale.
Metodi didattici
rso è suddiviso in due moduli di 28 ore ciascuno, costituiti da lezioni frontali sulla teoria, applicazioni ed esercizi.
Nel secondo modulo, parte delle lezioni saranno utilizzate per discussioni guidate tra gli studenti e/o con il docente e per la risoluzione di esercizi in piccoli gruppi di pari.
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
Un esame scritto di 3 ore che consiste in problemi e domande teoriche su entrambe le parti del corso, Probabilità e Fisica statistica.
Gli studenti devono dimostrare di avere familiarità e una buona comprensione dei diversi argomenti.
Il voto finale è il risultato della media dei voti delle due parti, valutati secondo il seguente schema:
Voto 18-19: conoscenze di base e capacità di analizzare solo un numero molto limitato di argomenti trattati nel corso; linguaggio complessivamente corretto.
Voto 20-25: conoscenza discreta e capacità di analizzare solo un numero limitato di argomenti trattati nel corso; linguaggio complessivamente corretto.
Voto: 26-28: buona conoscenza e capacità di analizzare un numero elevato di argomenti trattati nel corso; padronanza del linguaggio scientifico e uso corretto della terminologia specifica.
Voto: 29-30: preparazione completa sugli argomenti trattati nel corso, che dimostra una conoscenza e una capacità di analisi molto buona/eccellente; padronanza del linguaggio scientifico e uso corretto della terminologia specifica.
La lode è concessa agli studenti che dimostrano la capacità di organizzare analisi comparative e una rielaborazione personale/critica dell'argomento.
Gli studenti con disturbi specifici dell'apprendimento (DSA) o disabilità temporanee/permanenti sono invitati a contattare tempestivamente l'ufficio universitario competente (https://site.unibo.it/studenti-con-disabilita-e-dsa/en ). L'ufficio sarà responsabile di proporre agli studenti interessati gli adattamenti necessari. Tali soluzioni devono essere sottoposte all'approvazione del docente con almeno 15 giorni di anticipo e saranno valutate alla luce degli obiettivi di apprendimento del corso.
Strumenti a supporto della didattica
Note e esercizi addizionali, disponibili per il download sulla piattaforma Virtuale.
Orario di ricevimento
Consulta il sito web di Elisa Ercolessi
Consulta il sito web di Marco Lenci