統計熱物理學

內容簡介

《統計熱物理學》是為適應新時期高等學校熱力學與統計物理課程的教學要求而編寫的新型教材，可用於各種不同教學時數和課程深度的教學。《統計熱物理學》在邏輯體系上進行了一些新的嘗試，將熱力學和統計物理有機地融合在一起，以系綜理論為基礎，以巨觀物質結構為主線，注重基本概念、基本邏輯的闡述以及數學表述的嚴謹性，大幅壓縮傳統課程中比例偏重的熱力學部分，重點突出熱力學勢的核心地位，同時不再將玻爾茲曼分布、玻色-愛因斯坦分布以及費米-狄拉克分布當作概然統計來介紹，而是將它們當作系綜統計在統計獨立子繫上的直接套用來講授。此外，在涉及非平衡巨觀系統的部分還納入了一些較新的進展。

圖書目錄

第1章熱力學與統計物理的基本知識 1

1.1 物理系統及其狀態描述 1

1.2 微觀系統的狀態空間 3

1.3 巨觀系統的狀態空間 13

1.4 巨觀系統的統計描述 22

1.5 聯繫微觀與巨觀的紐帶——熵 40

1.6 巨觀過程 49

習題 51

第2章熱力學基本規律 52

2.1 熱力學第一定律 52

2.2 熱力學第二定律 57

2.3 熱力學勢與封閉系的熱力學關係 63

2.4 過程參量 69

2.5 熱力學平衡的穩定性 72

2.6 熱力學第三定律 74

2.7 開放系的熱力學 78

習題 84

第3章統計系綜與統計平均 85

3.1 孤立系與微正則系綜 87

3.2 封閉系與正則系綜 92

3.3 開放系與巨正則系綜 99

3.4 巨正則系綜的套用實例：玻爾茲曼分布 106

3.5 統計漲落 111

習題 117

第4章氣體 118

4.1 理想氣體的經典描述 118

4.2 理想氣體的量子描述 125

4.3 非理想氣體 133

4.4 中性氣態電漿 137

習題 140

第5章固體 142

5.1 晶格振動的力學描述 142

5.2 固體熱性質的經典描述 155

5.3 固體熱性質的量子描述 159

習題 165

第6章量子統計與量子氣體 167

6.1 玻色愛因斯坦分布與費米狄拉克分布 168

6.2 簡併量子氣體的巨觀狀態函式 173

6.3 金屬導體中的自由電子氣體與金屬的熱容理論 189

6.4 光子氣體與聲子氣體 192

習題 197

第7章電介質和磁介質 198

7.1 電介質和磁介質的熱力學 198

7.2 極性分子氣體及其在外電場下的電極化現象 204

7.3 順磁現象的統計解釋 208

7.4 能量上限與負溫度狀態 216

統計熱物理學

基本介紹

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