Dersin amacı, çok sayıda parçacıktan oluşan sistemlerin makroskobik fiziksel özelliklerini, sistemin mikroskobik özelliklerini kullanarak istatistiksel yöntemlerle incelemektir. Ders kapsamında; istatistiksel kümeler (mikrokanonik ve kanonik küme), bölüşüm fonksiyonu, entropi kavramının istatistiksel temeli, ideal gazların istatistiksel mekaniği, katıların özgül ısısı (Einstein ve Debye modelleri), paramanyetizma, eşbölüşüm teoremi ve Maxwell-Boltzmann hız dağılımı konuları işlenecektir.

Termodinamiğin ilkeleri ve ideal gazın termodinamiği ile başlayan derste, makro ve mikro durumlar, faz uzayı ve istatistiksel kümeler tanıtılır. İstatistik mekaniğin temel varsayımı ile mikrokanonik topluluk ele alınır; ideal tek atomlu gaz, Einstein özgül ısı modeli ve paramanyetizma bu toplulukta incelenir. Kanonik topluluk ve bölüşüm fonksiyonu kavramları tanıtıldıktan sonra, kanonik toplulukta paramanyetizma ve Debye özgül ısı modeli işlenir. Eşbölüşüm teoremi ve Maxwell-Boltzmann hız dağılımı ile devam eden derste, tek atomlu ve iki atomlu ideal gazların istatistiksel mekaniksel özellikleri hesaplanır.