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图文详情
  • ISBN:9787312058721
  • 装帧:平装-胶订
  • 册数:暂无
  • 重量:暂无
  • 开本:16开
  • 页数:332
  • 出版时间:2024-04-01
  • 条形码:9787312058721 ; 978-7-312-05872-1

本书特色

◎《中国科学技术大学交叉学科基础物理教程》丛书中的一册。丛书由中国科学院院长、中国科学技术大学原校长侯建国院士任主编,国家级教学名师程福臻教授、安徽省教学名师叶邦角教授任副主编。 ◎作者在10余年教授“热力学与统计物理导论”课程讲义基础上,参考国内外优秀教材编写而成,注重物理思想、物理概念和物理图像的阐述。为了体现学科交叉,介绍了不少与天体物理相关的内容,如萨哈方程、白矮星与中子星、相对性费米气体、宇宙暴胀、宇宙热历史、等离子体动理论等。 ◎内容逻辑清晰,便于教、学。第1章通过介绍热力学的四大定律,突出能量的观点,迅速建立热力学公理化的理论体系;第2章介绍几个常见的、典型的热力学系统,突出了热力学势,特别是自由能的地位;第3章讨论相变和临界现象,介绍了对称性自发破缺的思想;第4章介绍玻尔兹曼关于经典理想气体的统计理论(玻尔兹曼统计的基本思想是等概率原理即*大熵原理);第5章介绍理想量子气体的统计理论;第6章的主题是系综理论(系统内部粒子之间存在相互作用,但系综中系统之间是相互独立的,完全可以采用玻尔兹曼统计);第7章主要介绍气体动力论,试图回答“为什么微观方程是时间可逆的,而宏观系统的演化是不可逆的”。全书为各章配有部分原创习题。 ◎大16开本,全书内文四色印刷,版式精美,制作精良。

内容简介

本书为中国科学技术大学交叉学科基础物理教程之一,主要内容包括:热力学系统及其热力学势,典型经典热力学系统,相变和临界现象,理想经典气体和量子气体的统计理论,统计系综理论,气体动力论。本书适合物理专业以及天文学、空间科学等交叉学科专业的本科生学习使用。

目录

总序 前言 第1章 热力学系统及其热力学势 1.1热力学系统及其平衡态 1.2热力学第零定律与温度 1.2.1热力学第零定律:温度 1.2.2状态方程及其测量 1.3热力学**定律与内能 1.3.1功 1.3.2能量守恒定律 1.3.3焦耳热功当量实验:内能 1.3.4理想气体的内能 1.4热力学第二定律与熵 1.4.1理想气体的绝热过程 1.4.2卡诺循环 1.4.3热力学第二定律 1.4.4卡诺定理:绝对温标与熵 1.4.5熵增原理:热力学第二定律的数学表述 1.5热力学势 1.5.1自由能、焓和吉布斯自由能 1.5.2热力学势与参量变换 1.5.3开放系统:化学势与巨热力学势 1.6热力学第三定律与绝对熵 1.6.1热力学第三定律的不同表述 1.6.2热力学第三定律推论 1.6.3气体的绝对熵 第2章 典型热力学系统 2.1理想单原子分子气体 2.1.1理想气体状态方程 2.1.2理想气体的热力学特性函数 2.2范德瓦尔斯气体 2.2.1范德瓦尔斯气体的状态方程 2.2.2范德瓦尔斯气体的特性函数 2.2.3绝热节流过程 2.2.4绝热膨胀 2.3磁介质系统 2.4光子气体 2.5固体比热 2.6等离子体 第3章 相变和临界现象 3.1单元系的平衡条件 3.1.1热平衡与动力学平衡 3.1.2化学(相)平衡条件 3.2多元系的平衡条件 3.2.1多元系的复相平衡条件 3.2.2吉布斯相律 3.3气液相变 3.3.1汽液共存:相平衡 3.3.2克劳修斯克拉佩龙方程 3.4临界点和临界指数 3.4.1临界点 3.4.2临界指数 3.5铁磁顺磁相变 3.6朗道理论 3.7对称性自发破缺 3.7.1希格斯机制 3.7.2宇宙暴胀 3.7.3金兹堡朗道理论 第4章 理想经典气体的统计理论 4.1统计物理的基本思想 4.1.1等概率原理:从抛硬币谈起 4.1.2热力学的统计解释 4.1.3玻尔兹曼分布 4.1.4热力学第零定律的统计意义 4.1.5热力学**定律的统计意义 4.1.6热力学第二、三定律的统计意义 4.1.7热力学势的统计表达式 4.1.8信息论与香农熵 4.2理想经典气体的统计理论 4.2.1经典粒子微观状态描述 4.2.2热力学系统微观状态的描述 4.2.3理想气体的热力学势 4.3理想单原子分子气体的统计理论 4.3.1单原子分子气体的热力学势 4.3.2粒子的不可分辨性与吉布斯佯谬 4.3.3麦克斯韦速度分布律 4.3.4能均分定理与瑞利金斯公式 4.4理想双原子分子气体的统计理论 4.5理想气体的化学反应 4.6固体比热的爱因斯坦理论 4.7顺磁性固体 第5章 理想量子气体的统计理论 5.1量子系统微观状态描述 5.1.1粒子微观物理态的量子描述 5.1.2量子系统微观状态的描述 5.1.3能级分布与系统的微观状态数 5.1.4经典极限 5.2玻色气体理论 5.3费米气体理论 5.4典型理想量子气体 5.4.1光子气体 5.4.2玻色爱因斯坦凝聚:强简并玻色气体 5.4.3强简并自由电子气体 5.4.4金属中的电子 5.4.5白矮星与中子星 5.4.6相对论性正负电子对气体 5.5宇宙热历史 5.5.1宇宙大爆炸的观测证据 5.5.2宇宙热演化历史 5.5.3宇宙中微子背景 5.5.4宇宙原初核合成 5.5.5宇宙微波背景辐射:光子退耦 第6章 系综理论 6.1统计系综的基本思想 6.2刘维尔定理 6.3微正则系综 6.3.1热力学特性函数:熵 6.3.2理想气体 6.3.3谐振子系统 6.4正则系综 6.4.1热力学特性函数:自由能 6.4.2理想单原子分子气体 6.4.3经典谐振子系统 6.4.4系统能量涨落 6.4.5实际气体:两体近似 6.4.6固体比热的德拜理论 6.4.7铁磁顺磁相变 6.5巨正则系综 6.5.1热力学特性函数:巨热力学势 6.5.2理想单原子分子气体 6.5.3近独立粒子系统 6.5.4巨正则系综的涨落 6.5.5实际气体:迈耶集团展开 6.6量子系综 第7章 气体动力论 7.1BBGKY方程链 7.2玻尔兹曼方程 7.3等离子体动力学 7.3.1等离子体基本概念 7.3.2等离子体中的碰撞 7.3.3弗拉索夫方程 7.4玻尔兹曼H定理与不可逆性 7.5细致平衡与平衡态 7.6流体近似 7.6.1流体元的宏观性质 7.6.2守恒律 7.7气体输运 7.7.1零阶流体动力学 7.7.2一阶流体动力学:气体输运 习题 附录A 拉格朗日未定乘子法 附录B 常用积分 附录C 物理天文常数与单位转换 参考文献 名词索引
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作者简介

袁业飞,中国科学技术大学物理学院天文学系教授、博士生导师。曾任天文学系执行主任,2017年获国家杰出青年科学基金项目资助。长期承担本科生基础课“热力学与统计物理”“理论力学”“广义相对论”等主讲任务,主要从事相对论天体物理领域的研究,系统研究了相对论吸积盘动力学及其辐射,预言了银心黑洞在毫米波段的射电图像。参与人类首张黑洞照片工作,分享了2020年基础物理突破奖。兼任中国天文学会副理事长,安徽省天文学会理事长。

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