热力学与统计物理简明教程(第2版十二五普通高等教育本科规划教材)

本书是依据高等学校物理学类专业热力学与统 计物理学课程教学大纲，并本着易教易学的原则而 编写的。本书在体系安排、讲解方式和结果分析三 方面作了改进，具有条理清晰、背景翔实和学以致 用的特色。全书共九章，包括：热力学基本定律、 热力学函数及关系、相平衡与相变、统计热力学、 玻耳兹曼统计、系综理论、量子统计、非平衡统计 力学初步、计算统计物理。本书配有练习题、思考 题、习题和模拟试题，并提供了部分习题参考答案 。本书适合作为高等学校物理学类专业和相近专业 热力学与统计物理学课程的教材或参考书。

第一章 热力学基本定律 §1.1 物态方程和状态参量 §1.2 热力学第零定律 1.2.1 定律的内容 1.2.2 温度的意义与温度计 §1.3 热力学第一定律 1.3.1 功和热 1.3.2 内能与两个相关实验 1.3.3 热力学第一定律及应用 1.3.4 热力学第一定律的一种微观解读 §1.4 热力学第二定律 1.4.1 热力学第二定律的表述 1.4.2 热机 1.4.3 卡诺定理 1.4.4 TdS方程 1.4.5 熵变计算 §1.5 热力学第三定律 1.5.1 热力学第三定律的历史 1.5.2 量子观点 1.5.3 热力学绝对零度的不可实现和低温热容 本章小结 附录 思考题和习题 第二章 热力学函数及关系 §2.1 焓、自由能和吉布斯函数 §2.2 特性函数与麦克斯韦关系 §2.3 均匀物质热力学 2.3.1 表面系统的热力学 2.3.2 磁和电介质热力学 2.3.3 低温获得的方式 §2.4 热辐射的热力学 *§2.5 热力学稳定性 本章小结 附录 思考题和习题 第三章 相平衡与相变 §3.1 开放系统与相律 §3.2 克拉珀龙方程 §3.3 气液两相的平衡与转变 §3.4 相变的分类 *§3.5 临界现象 本章小结 附录 思考题和习题 第四章 统计热力学 §4.1 热力学概率 4.1.1 从投掷硬币谈起 4.1.2 热力学概率与熵的关系 §4.2 热力学第二定律的一种微观理解 *§4.3 准热力学方法 §4.4 微观状态的经典和量子描写 4.4.1 微观状态的经典描写 4.4.2 微观状态的量子描写 *§4.5 信息论基础 本章小结 附录 习题 第五章 玻耳兹曼统计 §5.1 玻耳兹曼统计分布律 §5.2 配分函数技术 §5.3 能量均分定理 5.3.1 能量均分定理的推导 5.3.2 气体热容的经典理论 §5.4 玻耳兹曼分布的实际适用性 §5.5 玻耳兹曼统计的应用 5.5.1 量子谐振子 5.5.2 双原子分子组成的气体 5.5.3 两能级系统：理想顺磁质 本章小结 附录 思考题和习题 第六章 系综理论 §6.1 经典统计系综和，空间 §6.2 微正则系综 §6.3 正则系综 6.3.1 正则系综的定义与分布函数 6.3.2 正则分布的特点 §6.4 巨正则系综 §6.5 三种系综分布的关系 *§6.6 全同粒子 6.6.1 吉布斯修正因子的基础 6.6.2 吉布斯佯谬：混合熵 本章小结 附录 思考题和习题 第七章 量子统计 §7.1 玻色子和费米子 §7.2 费米一狄拉克分布和玻色一爱因斯坦分布 7.2.1 量子热力学函数的统计表达式 7.2.2 量子和经典三种分布的比较 7.2.3 量子统计向经典统计过渡的条件 §7.3 理想费米气体 7.3.1 费米能 7.3.2 费米气体的热力学行为 7.3.3 应用到金属 §7.4 理想玻色气体 7.4.1 玻色-爱因斯坦凝聚 7.4.2 玻色气体的热力学行为 7.4.3 应用到光子和声子 本章小结 附录 思考题和习题 第八章 非平衡统计力学初步 §8.1 玻耳兹曼方程 §8.2 H定理 §8.3 H函数与熵的关系 §8.4 宏观过程不可逆性的统计基础 §8.5 布朗运动及朗之万方程 附录 习题 *第九章 计算统计物理 §9.1 分子动力学方法 §9.2 蒙特卡罗方法 9.2.1 从投针求π谈起 9.2.2 由已知分布抽样 9.2.3 蒙特卡罗方法技巧 9.2.4 Metropolis算法 §9.3 朗之万方程的数值模拟 §9.4 自由能和化学势的计算 §9.5 Mathematica在量子统计中的应用举例 习题 课程总结 模拟试题 教学安排建议 常用物理常量表 部分习题参考答案 参考文献