xii
Physique des systèmes complexes
5.1. Statistique d'occupation des Fermions ........................................................ 54
5.2. Statistique des Bosons ................................................................................. 57
6. Quelques propriétés électroniques des solides .......................................................... 58
6.1. Niveaux électroniques dans les solides ....................................................... 58
6.2. Métaux-isolants? ........................................................................................ 66
6.3. Position du niveau de Fermi d'un gaz d'électrons libres .............................. 67
6.4. Capacité calorifique d'un gaz d'électrons libres ........................................... 69
6.5. Le paramagnétisme de spin .......................................................................... 70
6.6. Températures négatives: mathématiques ou réalité physique? .................. 71
7. Quelques propriétés des solides décrites par la statistique
de Bose-Einstein ............................................................................................................... 74
7.1. La capacité calorifique de solides ............................................................... 74
7.2. Vibrations de réseau .................................................................................... 76
7.3. Les phonons ................................................................................................. 78
7.4. Interprétation microscopique de la capacité calorifique des solides.'. ......... 79
8. Rayonnement électromagnétique des solides ............................................................ 82
8.1. La loi de Planck ........................................................................................... 82
8.2. Quelques définitions de photométrie ........................................................... 85
8.3. Pyrométrie optique ...................................................................................... 87
9. Conclusion .................................................................................................................... 90
III. rtfi.ermotfynamiq_ue des processus irréversi.6Ces
1. Le formalisme de la thermodynamique des processus irréversibles ...................... 91
l. l. Position du problème ................................................................................... 91
1.2. L'approximation du déséquilibre faible ....................................................... 92
1.3. L'équation de continuité .............................................................................. 93
1.4. Forces et densités de courant généralisées ................................................. 94
1.5. Phénomènes croisés et relations d'Onsager ................................................. 96
1.6. Conclusion ................................................................................................... 96
2. Les phénomènes thermoélectriques ........................................................................... 97
2.1. Courants électriques et effet Joule ............................................................... 97
2.2. Propagation de chaleur ................................................................................ 98
2.3. Les phénomènes croisés (thermoélectriques) ............................................ 104
3. Les phénomènes de diffusion .................................................................................... 109
3.1. Potentiels chimiques et densités de courant particulaires .......................... l 09
3.2. L'équation de Fick ..................................................................................... 111
3.3. Méthodes de résolution de l'équation de Fick ........................................... 112
3 .4. Défauts ponctuels et mécanismes microscopiques de diffusion ................ 114
3.50 Diffusion activée par des champs extérieurs ............................................ 117
3.6. Répartitions d'équilibre ............................................................................. 119
4. Conclusion .................................................................................................................. 124
Physique des systèmes complexes
5.1. Statistique d'occupation des Fermions ........................................................ 54
5.2. Statistique des Bosons ................................................................................. 57
6. Quelques propriétés électroniques des solides .......................................................... 58
6.1. Niveaux électroniques dans les solides ....................................................... 58
6.2. Métaux-isolants? ........................................................................................ 66
6.3. Position du niveau de Fermi d'un gaz d'électrons libres .............................. 67
6.4. Capacité calorifique d'un gaz d'électrons libres ........................................... 69
6.5. Le paramagnétisme de spin .......................................................................... 70
6.6. Températures négatives: mathématiques ou réalité physique? .................. 71
7. Quelques propriétés des solides décrites par la statistique
de Bose-Einstein ............................................................................................................... 74
7.1. La capacité calorifique de solides ............................................................... 74
7.2. Vibrations de réseau .................................................................................... 76
7.3. Les phonons ................................................................................................. 78
7.4. Interprétation microscopique de la capacité calorifique des solides.'. ......... 79
8. Rayonnement électromagnétique des solides ............................................................ 82
8.1. La loi de Planck ........................................................................................... 82
8.2. Quelques définitions de photométrie ........................................................... 85
8.3. Pyrométrie optique ...................................................................................... 87
9. Conclusion .................................................................................................................... 90
III. rtfi.ermotfynamiq_ue des processus irréversi.6Ces
1. Le formalisme de la thermodynamique des processus irréversibles ...................... 91
l. l. Position du problème ................................................................................... 91
1.2. L'approximation du déséquilibre faible ....................................................... 92
1.3. L'équation de continuité .............................................................................. 93
1.4. Forces et densités de courant généralisées ................................................. 94
1.5. Phénomènes croisés et relations d'Onsager ................................................. 96
1.6. Conclusion ................................................................................................... 96
2. Les phénomènes thermoélectriques ........................................................................... 97
2.1. Courants électriques et effet Joule ............................................................... 97
2.2. Propagation de chaleur ................................................................................ 98
2.3. Les phénomènes croisés (thermoélectriques) ............................................ 104
3. Les phénomènes de diffusion .................................................................................... 109
3.1. Potentiels chimiques et densités de courant particulaires .......................... l 09
3.2. L'équation de Fick ..................................................................................... 111
3.3. Méthodes de résolution de l'équation de Fick ........................................... 112
3 .4. Défauts ponctuels et mécanismes microscopiques de diffusion ................ 114
3.50 Diffusion activée par des champs extérieurs ............................................ 117
3.6. Répartitions d'équilibre ............................................................................. 119
4. Conclusion .................................................................................................................. 124