Introduction a la physique statistique

 

Le présent ouvrage a été écrit sur la base des cours professés par Fauteur pendant plusieurs années à la Faculté des Techniques élec­troniques de Institut énergétique de Moscou. Bien que la physi­que statistique soit devenue une discipline nécessaire pour les étu­diants des Grandes écoles techniques, il n’existait pas jusqu'à présent de manuel spécialement prévu pour cette catégorie des lecteurs.
L'expérience accumulée par Fauteur dans l’enseignement des principes de la physique statistique Fa convaincu que les ouvrages existants sont trop compliqués pour les étudiants. C’est probable­ ment aussi le cas des ingénieurs désireux de se perfectionner dans ce domaine. Les manuels destinés aux instituts pédagogiques sont plus accessibles, mais ils ne conviennent pas très bien non plus. La raison en est que, en premier lieu, leurs auteurs y recourent largement aux équations de Hamilton pour déduire le théorème de Liouville qui sert à justifier la distribution de Gibbs. Cette voie s'avère difficile
ne seraitce que pour la raison que les programmes de mécanique théorique ne prévoient pas tous, loin de là, l’initiation aux équa­tions de Hamilton. Une autre raison qui impose la création d'un cours spécial consiste en ce qui suit. Pour de nombreuses disciplines, dont celles qui sont liées à l'électronique, les principes de la physi­que statistique des états hors d'équilibre (i.e. la cinétique) sont d’un grand intérêt du fait qu’ils créent une base sur laquelle peut reposer l’étude des disciplines spéciales traitant du passage du cou­rant électrique dans les gaz, les semiconducteurs et les métaux. Les questions de cinétique ne sont presque pas examinées dans des cours plus simples.
Aussi, en écrivant cet ouvrage, avions-nous en vue un lecteur dont les connaissances correspondent au niveau du cours de Mathé­matiques et de Physique générale enseigné dans les grandes écoles techniques.
Bien que le cours ait surtout en vue d’initier le lecteur aux métho­des et notions principales de la physique statistique, le texte est illustré par des exemples dont la valeur appliquée est assez évidente et liée le plus souvent à l’électronique. Le principe dont s’inspirait Fauteur est celui qui a depuis longtemps fait ses preuves: du concret à l’abstrait, du simple au compliqué.

L’ouvrage ne décrit pas de nombreuses applications importantes de la physique statistique telles que l’étude des phénomènes magné­tiques, l’établissement des conditions d’équilibre des phases, etc. Ceci est dû d’abord au temps limité assigné à l’étude de cette disci­ pline. Malgré ces grandes lacunes l’auteur espère que l’étude du pré­ sent manuel permettra au lecteur de s’orienter librement dans une large classe de problèmes appliqués importants, tout en le préparant à l’assimilation des ouvrages plus difficiles. La première partie consacrée aux principes de la théorie des probabilités peut être omise par les lecteurs dont les connaissances dans ce domaine correspondent pratiquement à tout cours de cette discipline.

Dans ce livre l'auteur a profité de la vaste documentation exposée dans plusieurs manuels et monographies, dont la liste est donnée dans la bibliographie. L'auteur tient à exprimer sa reconnaissance au professeur V. Fa­bricant pour la critique bienveillante du manuscrit. Ses suggestions qui avaient surtout pour but de simplifier et clarifier l’exposé ont été prises en compte dans la rédaction définitive.