Esperimenti deterministici e stocastici. Processi stocastici e probabilità come frazione di eventi: un caso semplice. Insieme statistico e probabilità. Proprietà fondamentali della probabilità. Esempi. Probabilità e configurazioni. La distribuzione binomiale. Dalla distribuzione binomiale a quella gaussiana. Approssimazione di Stirling. Esercizi: gruppi di persone. Estrazione di numeri. Lancio di dadi. Coincidenza di compleanni. Probabilità di avere un certo momento magnetico. Valori medi e fluttuazioni. Osservazioni macroscopiche su sistemi di molte particelle. Definizione di valore medio e scarto quadratico medio. Valori medi e fluttuazioni per un sistema di spin. Esercizi: calcolo esplicito del momento magnetico medio e della deviazione standard per un sistema di spin. Sistemi isolati. Probabilità dipendenti ed indipendenti dal tempo. Equiprobabilità a priori nei sistemi isolati. Postulato della equiprobabilità a priori. Equilibrio e disordine. Equilibrio equiprobabilità e disordine: conclusioni. Il formalismo canonico. Interazione fra sistemi. Temperatura ed entropia. Condizione di equilibrio meccanico. Relazione entropia-calore in un processo reversibile. La distribuzione canonica. Descrizione micro canonica e macrocanonica in sistemi macroscopici. La distribuzione di Boltzmann. Livelli energetici degeneri. Energia interna e funzione di partizione di singola particella. Esercizi: Funzione di partizione per un sistema a due livelli. Significato fisico della funzione di partizione molecolare. Studio di un sistema a tre livelli. la distribuzione di Maxwell. Distribuzione dei momenti e delle velocità. Distribuzione del modulo della velocità. Velocità più probabile, velocità media e velocità quadratica media. Integrali utili. Degenerazione e densità degli stati. Esercizi: Velocità tipiche in un gas. Calcolo energia media traslazionale. Velocità traslazionale media. Legame tra la funzione di partizione canonica e le grandezze tipiche della termodinamica macroscopica. Energia interna, Entropia, Entalpia, Gibbs, Helmholtz. Particelle interagenti e non. Calcolo del calore specifico dei gas. Gas monoatomico. Gas biatomico: i vari contributi. Contributo traslazionale, rotazionale e vibrazionale al calore specifico. Calore specifico totale delle molecole biatomiche. Funzione di partizione traslazionale, rotazionale e vibrazionale. Equazione di Sackur-Tetrode. Aspetti strutturali di polipeptidi. Analisi della stabilità delle proteine Transizioni α-elica/gomitolo statistico in polipeptidi a basso p.m Transizioni α-elica/gomitolo in polipeptidi ad alto peso molecolare. Le membrane biologiche Equilibri di membrana e regolazione dell’attività biologica. Spettroscopia di Fluorescenza e FRET. La tecnica Mossbauer