Roberto Piazza - Böcker

The author draws on his teaching experience in statistical physics and data analysis, as well as his research work in fields like complex systems and soft matter, to provide a comprehensive introduction to statistical methods.

This book, provides a general introduction to the ideas and methods of statistical mechanics with the principal aim of meeting the needs of Master’s students in chemical, mechanical, and materials science engineering. Extensive introductory information is presented on many general physics topics in which students in engineering are inadequately trained, ranging from the Hamiltonian formulation of classical mechanics to basic quantum mechanics, electromagnetic fields in matter, intermolecular forces, and transport phenomena. Since engineers should be able to apply physical concepts, the book also focuses on the practical applications of statistical physics to material science and to cutting-edge technologies, with brief but informative sections on, for example, interfacial properties, disperse systems, nucleation, magnetic materials, superfluidity, and ultralow temperature technologies. The book adopts a graded approach to learning, the opening four basic-level chapters being followed by advanced “starred” sections in which special topics are discussed. Its relatively informal style, including the use of musical metaphors to guide the reader through the text, will aid self-learning.

This book, provides a general introduction to the ideas and methods of statistical mechanics with the principal aim of meeting the needs of Master’s students in chemical, mechanical, and materials science engineering.

Questo libro, che nasce dall’esperienza didattica accumulata dall’autore nell’insegnamento dei metodi sperimentali, si propone di fornire un’introduzione al calcolo delle probabilità e alla teoria degli errori facendo uso di uno stile di presentazione volutamente informale e traendo spunto da concrete applicazioni sperimentali, spesso attraverso esempi di notevole importanza storica. Così, per esempio, argomenti quali il moto browniano, la diffusione di luce, il decadimento radioattivo, la fisiologia della visione, le statistiche quantistiche e di fotorivelazione, vengono utilizzati per delucidare concetti chiave dell’analisi statistica e probabilistica.

Dall’aria che respiriamo ai cibi di cui ci nutriamo, dai vestiti che indossiamo ai detersivi con cui li laviamo, dai colori con cui dipingiamo agli schermi su cui li guardiamo, la nostra realtà quotidiana brulica di cose troppo piccole per essere viste, ma pur sempre enormi rispetto ai mattoni di cui è fatto il mondo, gli atomi e le molecole. Sfruttando l’esperienza scientifica accumulata dall’autore nel corso di molti anni, questo libro si propone di guidare il lettore attraverso un lungo, ma non troppo faticoso viaggio nel mondo delle nanoparticelle, dei polimeri, dei tensioattivi, delle emulsioni, dei cristalli liquidi, dei fluidi granulari, delle proteine, delle strutture biologiche, per portarlo a familiarizzare un po’ con molti materiali della vita di tutti i giorni: compresa quella stessa "materia dei sogni" di cui, secondo Shakespeare, tutti siamo fatti.

Il testo si configura come un' introduzione alla fisica statistica rivolto in primo luogo a quei corsi di studio in ingegneria che più hanno a che fare con le proprietà fisiche dei materiali, ed ha lo scopo di fornire le basi microscopiche del comportamento termodinamico di cui si fa uso sia in molti corsi tradizionali, quali quelli di termofluidica d'interesse per l'ingegneria chimica e nucleare, che in corsi rivolti ad applicazioni avanzate nella scienza dei materiali e nelle nanotecnologie. Particolare attenzione viene quindi dedicata all'impiego di metodi di fisica statistica nella scienza dei materiali, approfondendo tematiche relative alle vibrazioni nei solidi, ai processi di nucleazione liquido/vapore, alla struttura dello stato fluido e vetroso, ai plasmi, ai materiali magnetici, al gas di Fermi e alla superfluidità. Per il suo carattere generale, e per l'accento posto sui fondamenti della meccanica quantistica, il volume si presta comunque a costituire anche un testo introduttivo alla meccanica statistica per studenti dei corsi di laurea in fisica.