了得網研究生_熱力學與統計物理學（第二版）

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《熱力學與統計物理學（第二版）》一部分介紹熱力學，它是熱現像的宏觀理論，其基礎是由大量經驗所總結的熱力學定律。根據熱平衡定律、熱力學**和第二定律分別引入三個基本熱力學函數:溫度、內能和熵，並進一步引入焓、自由能、吉布斯函數等。由此出發，即可解決熱力學的各種問題（能量轉化中的數量關繫；判斷過程進行的方向；均勻繫、復相繫和化學反應的平衡性質，等等）。熱力學理論具有高度的普遍性，適用於一切宏觀物體繫統，無需知道物體的微觀細節就可以進行理論分析。朗道相變理論就是很好的例子。熱力學理論還可以提供普遍性的論證，例如證明黑體輻射譜密度是溫度的普適函數。為了便於讀者理解諸多熱力學函數的性質，本書抓住熱力學是解決什麼問題以及如何解決問題的線索進行闡述。還特別強調了可逆過程作為研究平衡性質的手段；假想實驗在熱力學論證中的作用等。*後，對非平衡態熱力學的線性理論做了簡單介紹。統計物理學構成本書的第二部分。在陳述了統計物理學的基本概念和平衡態統計理論的基本假設後，第七章中用較大的篇幅介紹了近獨立子繫組成的繫統的統計理論，應用*可幾分布方法，分別導出定域子繫和非定域子繫（包括費米子和玻色子）的*可幾分布，並將理論應用到多個不同的物理繫統。分析了對總粒子數N~〖10〗^20 的宏觀繫統“*可幾分布”和“平均分布”相等的原因；討論了非簡並條件與經典極限條件；論證了全同費米子和全同玻色子繫統的統計關聯及產生的條件等。理論還應用於處理相互作用多粒子繫統的低激發態（可近激發或準粒子的理想氣體）。第八章介紹平衡態的普遍統計理論——統計繫綜理論。包括微正則繫綜，正則繫綜和巨正則繫綜。以非理想氣體為例，說明繫綜理論如何處理有相互作用的繫統的問題。討論了三種繫綜在熱力學極限下的等效性。第九章討論統計物理學的一個重要的傳統課題——相變和臨界現像。多年來，其研究已經取得了巨大的進展，包括概念、理論和方法。這裡隻簡單介紹了相關理論，並對重正化群理論的大意作了簡略的說明。*後兩章分別介紹非平衡態統計理論和漲落理論。本書第二版保留了一版的基本結構和基本內容，對“理想玻色氣體的玻色-愛因斯坦凝聚”做了較大的改寫，增加了全新的一節“超冷稀薄原子氣體的玻色-愛因斯坦凝聚”。

內容簡介

《熱力學與統計物理學（第二版）》共分11章，前5章為熱力學，後6章為統計物理學。各章內容包括： 1.熱力學的基本概念和基本規律；2.均勻繫的平衡性質；3.相變的熱力學理論；繫的復相平衡與化學平衡、熱力學第三定律；5.非平衡態熱力學（線性理論）簡介；6.統計物理學的基本概念；7.近獨立子繫組成的繫統；8.統計繫綜理論；9.相變和臨界現像的統計理論簡介；10.非平衡態統計理論；11.漲落理論。

本書附有習題和部分參考答案。

本書可作為高等學校物理類各專業“熱力學與統計物理學”的教材。

作者簡介

林宗涵，北京大學物理學院教授、博士生導師．曾兼任“葉企孫物理學獎”評委(２０００—２０１１)、中科院理論物理研究所學術委員會副主任(１９９５—２００２)、Chinese Physics letters 副主編(１９８７—２０１５)等．長期從事凝聚態理論的研究,發表和合作發表論文百餘篇;長期從事“熱力學與統計物理學”以及“量子統計物理學”教學,合作編著《量子統計物理學》《介觀物理》等。

**章熱力學的基本概念與基本規律（1）
§1.1 熱力學的研究目的（1）
§1.2 平衡態及其描寫（3）

§1.3 溫度物態方程（6）

§1.4 功（11）

§1.5 熱力學**定律（15）
§1.6 熱容焓（17）
§1.7 理想氣體的性質（18）

§1.8 理想氣體的卡諾循環（21）
§1.9 熱力學第二定律（23）**章熱力學的基本概念與基本規律（1）

§1.1 熱力學的研究目的（1）

§1.2 平衡態及其描寫（3）

§1.3 溫度物態方程（6）

§1.4 功（11）

§1.5 熱力學**定律（15）

§1.6 熱容焓（17）

§1.7 理想氣體的性質（18）

§1.8 理想氣體的卡諾循環（21）

§1.9 熱力學第二定律（23）

§1.10 熱力學第二定律的數學表述熵（27）

§1.11 熵增加原理（37）

§1.12 **功（40）

§1.13 自由能與吉布斯函數（43）

習題（46）

第二章均勻繫的平衡性質（50）

§2.1 麥克斯韋關繫（50）

§2.2 氣體的節流過程焦耳-湯姆孫效應（55）

§2.3 絕熱去磁降溫的熱力學理論（58）

§2.4 熱輻射的熱力學理論（61）

§2.5 氣體的熱力學函數（65）

§2.6 基本熱力學函數的確定（68）

§2.7 特性函數（或熱力學勢）（70）

§2.8 可逆循環過程方法（73）

習題（76）

第三章相變的熱力學理論（80）

§3.1 熱動平衡判據（80）

§3.2 粒子數可變繫統（84）

§3.3 熱動平衡條件（86）

§3.4 平衡的穩定條件（90）

§3.繫的復相平衡（93）

§3.6 氣-液相變臨界點（98）

§3.7 正常-超導相變的熱力學理論（103）

§3.8 相變的分類埃倫費斯特方程（107）

§3.9 朗道二級相變理論簡介（110）

§3.10 臨界現像和臨界指數（119）

習題（123）

第四繫的復相平衡與化學平衡熱力學第三定律（126）

§4.均勻繫的熱力學函數與基本微分方程（126）

§4.繫的復相平衡（130）

§4.3 化學平衡條件（131）

§4.4 吉布斯相律（134）

§4.5 混合理想氣體的性質（136）

§4.6 理想氣體的化學平衡（139）

§4.7 熱力學第三定律（143）

習題（151）

第五章非平衡態熱力學（線性理論）簡介（154）

§5.1 非平衡態熱力學（線性理論）綱要（154）

§5.2 熱傳導（159）

* §5.3 溫差電效應（160）

習題（169）

第六章統計物理學的基本概念（171）

§6.1 統計物理學的研究對像、目的與方法（171）

§6.2 微觀狀態的經典描寫與量子描寫（172）

§6.3 宏觀量的統計性質統計規律性（177）

§6.4 平衡態統計理論的基本假設:等幾率原理（179）

第七章近獨立子繫組成的繫統（180）

§7.1 分布與繫統的微觀態 *可幾分布（180）

§7.2 定域子繫麥克斯韋-玻爾茲曼分布（182）

§7.3 二能級繫統（185）

§7.4 定域子繫熱力學量的統計表達式熵的統計解釋（188）

§7.5 熱輻射的普朗克理論（193）

§7.6 固體熱容的統計理論（199）

§7.7 定域子繫的經典極限條件（204）

§7.8 負**溫度（206）

§7.9 非定域子繫費米-狄拉克分布玻色-愛因斯坦分布（210）

§7.10 理想玻色氣體和理想費米氣體熱力學量的統計表達式（215）

§7.11 非簡並條件經典極限條件（219）

§7.12 麥克斯韋速度分布律（226）

§7.13 能量均分定理（228）

§7.14 非簡並理想氣體的熱力學函數與熱容（231）

§7.15 弱簡並理想氣體的物態方程與內能統計關聯（238）

§7.16 理想玻色氣體的玻色-愛因斯坦凝聚（243）

§7.17 超冷稀薄原子氣體的玻色-愛因斯坦凝聚（252）

§7.18 光子氣體（266）

§7.19 強簡並理想費米氣體（269）

§7.激發（或準粒子）理想氣體（276）

習題（283）

第八章統計繫綜理論（296）

§8.1 經典統計繫綜的概念（296）

§8.2 劉維爾定理（298）

§8.3 微正則繫綜（302）

8.3.1 經典微正則繫綜（302）

§8.4 正則繫綜（309）

§8.5 非理想氣體的物態方程（317）

* §8.6 流體的二粒子分布函數與關聯函數（322）

§8.7 巨正則繫綜（330）

§8.8 巨正則繫綜應用例子（337）

* §8.9 由巨正則繫綜推導費米分布與玻色分布（340）

§8.10 熱力學極限與三種繫綜之間的等效性（343）

習題（346）

第九章相變和臨界現像的統計理論簡介（352）

§9.1 伊辛模型平均場近似（353）

§9.2 伊辛模型的嚴格解（359）

§9.3 臨界指數（續）標度律普適性（362）

§9.4 漲落與關聯的作用（365）

§9.5 重正化群理論大意（372）

習題（378）

第十章非平衡態統計理論（381）

§10.1 玻爾茲曼積分微分方程（381）

§10.2 H定理（390）

§10.3 熵流與熵產生率（400）

§10.4 簡並氣體的玻爾茲曼方程（402）

§10.5 弛豫時間近似金屬自由電子的輸運過程（407）

第十一章漲落理論（420）

§11.1 準熱力學理論熱力學量的漲落（421）

§11.2 漲落的空間關聯（428）

§11.3 布朗運動理論（432）

* §11.4 漲落的時間關聯（438）

* §11.5 漲落-耗散定理（442）

* §11.6 電路中的熱噪聲譜密度（446）

習題（453）

主要參考書目（456）

附錄A 基本物理常量（458）

附錄B 統計物理學中常用的數學公式（459）

附錄C 誤差函數（463）

索引（464）

外國人名索引（471）

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