La physique statistique a pour but d'expliquer le comportement et l'évolution de systèmes physiques comportant un grand nombre de particules (on parle de systèmes macroscopiques), à partir des propriétés individuelles de leurs constituants microscopiques (atomes, molécules, photons, particules, etc.). C'est en particulier une clé pour comprendre les fondements de la thermodynamique. Nombre de propriétés mécaniques, thermiques, électriques et magnétiques des matériaux ne peuvent s'expliquer sans avoir recours à la physique statistique.

Deux approches différentes seront utilisées suivant la nature classique ou quantique des propriétés des particules constituant un système. On parlera alors de « statistiques classiques » (première partie du cours) ou de « statistiques quantiques » (seconde partie du cours).

Thèmes des séances de cours :

• Statistiques classiques.
• Systèmes micro-canoniques et canoniques.
• Entropie et probabilité.
• Application à la théorie cinétique des gaz.
• Statistiques quantiques.
• Système grand-canonique.
• Système de fermions : statistiques de Fermi-Dirac.
• Système de Bosons : statistiques de Bose-Einstein.
• Applications : corps noir, paramagnétisme de Pauli, phénomènes de fluctuation-dissipation.