Der vierte Band dieser Einführung in die theoretische Physik behandelt
die statistische Physik und Thermodynamik. Themen sind dabei die
statistische Fundierung der Thermodynamik, Grundlagen der statistischen
Mechanik und Quantenmechanik, die thermodynamischen Hauptsätze und
statistische Ensembles. Ein zentrales Anliegen des vorliegenden Buches
ist die Diskussion der Entropie: Eine Festlegung als ein exaktes
Differential in der Form von spezifischer Wärme erfolgt durch eine
ausführliche Analyse des Carnotprozesses in den Variablen Druck und
Volumen sowie den Variablen Entropie und Temperatur und deren Vergleich.
Eine anschauliche Interpretation der Entropie als ein Maß für Ordnung in
thermischen Systemen ergibt sich aus einer Diskussion auf der Basis der
Informationstheorie. Nach einer Betrachtung der drei idealen Gase
(klassisches Gas, Fermigas und Bosegas - das Letztere einschließlich der
Bose-Einstein-Kondensate) werden die Formulierung von einfachen,
quantenmechanischen Festkörpermodellen und die Hohlraumstrahlung
besprochen. Das Buch schließt mit einer Diskussion realer Systeme
(klassische und quantenmechanische Vielteilchensysteme).
Die Autoren stellen in kompakter und übersichtlicher Weise
störungstheoretische Methoden zur Beschreibung dieser Systeme vor. Dabei
wird der Schwerpunkt auf die diagrammatischen Entwicklungen gelegt:
Cluster-, Kumulanten- und Virialdiagramme in klassischen Systemen und,
ausgehend vom Wick'schen Theorem bei endlichen Temperaturen, Hugenholtz-
und Feynmandiagramme in Quantensystemen. In diesem Kontext wird auch
einen alternativen Zugang zu realen Quantensystemen beleuchtet: die
thermische Dichtefunktionaltheorie.
