Introduction la physique statistique et la
physique quantique
FrØdØric HØlein, Thierry LØvy
23 avril 20042Table des matiŁres
1 Thermodynamique classique 11
1.1 La thermodynamique classique . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.2 Notions fondamentales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.3 Un exemple de systŁme : le piston . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.4 Evolutions isothermes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.5 Evolution adiabatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.6 Le cycle de Carnot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.7 L’entropie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.8 Le second principe de la thermodynamique . . . . . . . . . . . 23
1.9 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2 Physique statistique d’un gaz rarØ Ø 29
2.1 Une description microscopique d’un gaz . . . . . . . . . . . . . 29
2.1.1 Un modŁle de billard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.1.2 L’espace des phases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.1.3 Rappels sur la mØcanique hamiltonienne . . . . . . . . 34
2.2 Le chaos ou comment les lois du hasard interviennent dans un
systŁme dØterministe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.3 Premier usage des probabilitØs : les gaz diluØs . . . . . . . . . 41
2.4 ThØorie cinØtique du gaz parfait . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.5 La distribution de Maxwell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.6 ...