100% tevredenheidsgarantie Direct beschikbaar na je betaling Lees online óf als PDF Geen vaste maandelijkse kosten 4.2 TrustPilot
logo-home
Tentamen (uitwerkingen)

Exam (elaborations) TEST BANK FOR Statistical Physics of Fields Soluti

Beoordeling
-
Verkocht
-
Pagina's
185
Cijfer
A+
Geüpload op
13-02-2022
Geschreven in
2021/2022

Exam (elaborations) TEST BANK FOR Statistical Physics of Fields Soluti 1. Collective Behavior, From Particles to Fields . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2. Statistical Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3. Fluctuations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 4. The Scaling Hypothesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 5. Perturbative Renormalization Group . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 6. Lattice Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 7. Series Expansions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 8. Beyond Spin Waves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 Solutions to problems from chapter 1- Collective Behavior, From Particles to Fields 1. The binary alloy: A binary alloy (as in β brass) consists of NA atoms of type A, and NB atoms of type B. The atoms form a simple cubic lattice, each interacting only with its six nearest neighbors. Assume an attractive energy of −J (J > 0) between like neighbors A − A and B − B, but a repulsive energy of +J for an A − B pair. (a) What is the minimum energy configuration, or the state of the system at zero temperature? • The minimum energy configuration has as little A-B bonds as possible. Thus, at zero temperature atoms A and B phase separate, e.g. as indicated below. A B (b) Estimate the total interaction energy assuming that the atoms are randomly distributed among the N sites; i.e. each site is occupied independently with probabilities pA = NA/N and pB = NB/N. • In a mixed state, the average energy is obtained from E = (number of bonds) × (average bond energy) = 3N ·

Meer zien Lees minder











Oeps! We kunnen je document nu niet laden. Probeer het nog eens of neem contact op met support.

Documentinformatie

Geüpload op
13 februari 2022
Aantal pagina's
185
Geschreven in
2021/2022
Type
Tentamen (uitwerkingen)
Bevat
Vragen en antwoorden

Onderwerpen

Voorbeeld van de inhoud

, Problems & Solutions



for

Statistical Physics of Fields



Updated July 2008

by

Mehran Kardar
Department of Physics
Massachusetts Institute of Technology
Cambridge, Massachusetts 02139, USA

, Table of Contents


1. Collective Behavior, From Particles to Fields . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2. Statistical Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3. Fluctuations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4. The Scaling Hypothesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
5. Perturbative Renormalization Group . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
6. Lattice Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
7. Series Expansions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
8. Beyond Spin Waves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

, Solutions to problems from chapter 1- Collective Behavior, From Particles to Fields

1. The binary alloy: A binary alloy (as in β brass) consists of NA atoms of type A, and
NB atoms of type B. The atoms form a simple cubic lattice, each interacting only with its
six nearest neighbors. Assume an attractive energy of −J (J > 0) between like neighbors
A − A and B − B, but a repulsive energy of +J for an A − B pair.
(a) What is the minimum energy configuration, or the state of the system at zero temper-
ature?
• The minimum energy configuration has as little A-B bonds as possible. Thus, at zero
temperature atoms A and B phase separate, e.g. as indicated below.




A B




(b) Estimate the total interaction energy assuming that the atoms are randomly distributed
among the N sites; i.e. each site is occupied independently with probabilities pA = NA /N
and pB = NB /N .
• In a mixed state, the average energy is obtained from

E = (number of bonds) × (average bond energy)
= 3N · −Jp2A − Jp2B + 2JpA pB

 2
NA − NB
= −3JN .
N


(c) Estimate the mixing entropy of the alloy with the same approximation. Assume
NA , NB ≫ 1.
• From the number of ways of randomly mixing NA and NB particles, we obtain the
mixing entropy of  
N!
S = kB ln .
NA !NB !
Using Stirling’s approximation for large N (ln N ! ≈ N ln N − N ), the above expression can
be written as

S ≈ kB (N ln N − NA ln NA − NB ln NB ) = −N kB (pA ln pA + pB ln pB ) .

1
€10,99
Krijg toegang tot het volledige document:

100% tevredenheidsgarantie
Direct beschikbaar na je betaling
Lees online óf als PDF
Geen vaste maandelijkse kosten

Maak kennis met de verkoper
Seller avatar
COURSEHERO2

Maak kennis met de verkoper

Seller avatar
COURSEHERO2 Maastricht University
Bekijk profiel
Volgen Je moet ingelogd zijn om studenten of vakken te kunnen volgen
Verkocht
4
Lid sinds
4 jaar
Aantal volgers
2
Documenten
82
Laatst verkocht
11 maanden geleden

0,0

0 beoordelingen

5
0
4
0
3
0
2
0
1
0

Recent door jou bekeken

Waarom studenten kiezen voor Stuvia

Gemaakt door medestudenten, geverifieerd door reviews

Kwaliteit die je kunt vertrouwen: geschreven door studenten die slaagden en beoordeeld door anderen die dit document gebruikten.

Niet tevreden? Kies een ander document

Geen zorgen! Je kunt voor hetzelfde geld direct een ander document kiezen dat beter past bij wat je zoekt.

Betaal zoals je wilt, start meteen met leren

Geen abonnement, geen verplichtingen. Betaal zoals je gewend bent via iDeal of creditcard en download je PDF-document meteen.

Student with book image

“Gekocht, gedownload en geslaagd. Zo makkelijk kan het dus zijn.”

Alisha Student

Veelgestelde vragen