統(tǒng)計力學(xué)基礎(chǔ)

前言

統(tǒng)計力學(xué)是凝聚態(tài)物理學(xué)的重要內(nèi)容，研究物質(zhì)的宏觀性質(zhì)與其微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系。因?yàn)楹暧^物質(zhì)是由大量微觀粒子組成的，所以物質(zhì)的宏觀性質(zhì)體現(xiàn)了組成該物質(zhì)的大量微觀粒子的統(tǒng)計平均性質(zhì)。統(tǒng)計力學(xué)從微觀粒子的力學(xué)性質(zhì)出發(fā)研究物質(zhì)的宏觀性質(zhì)。但是僅僅根據(jù)微觀粒子的力學(xué)性質(zhì)還不可能確定物質(zhì)的宏觀性質(zhì)，因?yàn)楹暧^物質(zhì)的熱運(yùn)動不是組成物質(zhì)的微觀粒子的力學(xué)性質(zhì)的簡單迭加。熱運(yùn)動是比機(jī)械運(yùn)動更復(fù)雜的運(yùn)動形式。為了分析物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)，必須了解組成物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)，同時必須依據(jù)統(tǒng)計分布的規(guī)律作出假設(shè)：一種假設(shè)是從概率（幾率）理論出發(fā)，認(rèn)為各種函數(shù)出現(xiàn)的狀態(tài)是等概率的，這就是經(jīng)典統(tǒng)計力學(xué)；另一種假設(shè)是在滿足概率論的同時附加上微觀粒子應(yīng)遵守的量子條件，這就是量子統(tǒng)計力學(xué)。

內(nèi)容概要

統(tǒng)計力學(xué)是物理學(xué)的重要組成部分，研究物質(zhì)的宏觀性質(zhì)與其微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系。本書從玻耳茲曼分布、系綜理論、量子統(tǒng)計、相變、臨界現(xiàn)象、漲落、非平衡態(tài)統(tǒng)計七個方面介紹了統(tǒng)計力學(xué)的基礎(chǔ)知識。    本書可供暖通、機(jī)械、化工、氣象、計算機(jī)、社會學(xué)和建筑物理等專業(yè)人員使用。

書籍目錄

1 玻耳茲曼分布  1.1 相空間和劉維爾定理  1.2 最可幾分布  1.3 玻耳茲曼關(guān)系  1.4 熱輻射  1.5 單原子分子理想氣體  1.6 A—S指數(shù)定理與配分函數(shù)  1.7 熱核反應(yīng)  1.8 順磁性的統(tǒng)計特征  1.9 負(fù)熱力學(xué)溫度2  系綜理論  2.1 基本系綜    2.1.1 基本概念    2.1.2 基本系綜的分布函數(shù)    2.1.3 基本系綜的配分函數(shù)  2.2 能量均分定理和維里定理  2.3 熱力學(xué)公式    2.3.1 熱力學(xué)公式推導(dǎo)    2.3.2 化學(xué)平衡  2.4 非理想氣體物態(tài)方程    2.4.1 方程推導(dǎo)    2.4.2 邁爾集團(tuán)展開法3 量子統(tǒng)計  3.1 費(fèi)米—狄拉克分布與玻色一愛因斯坦分布  3.2 理想玻色系統(tǒng)    3.2.1 玻色—愛因斯坦凝聚    3.2.2 輻射場    3.2.3 準(zhǔn)粒子    3.2.4 超流體  3.3 理想費(fèi)米系統(tǒng)    3.3.1 托馬斯—費(fèi)米系統(tǒng)    3.3.2 白矮星    3.3.3 理想費(fèi)米氣體的磁性質(zhì)    3.3.4 達(dá)爾文—福勒法    3.3.5 分?jǐn)?shù)統(tǒng)計分布    3.3.6 泡利不相容原理和元素周期律  3.4 白矮星中的廣義相對論影響4 相變  4.1 伊辛模型    4.1.1 伊辛模型的零級近似    4.1.2 伊辛模型的一級近似    4.1.3 楊—李定理  4.2 伊辛模型的嚴(yán)格解    4.2.1 矩陣法    4.2.2 代數(shù)法  4.3 類冰模型  4.4 馬氏體相變與孤立子  4.5 超導(dǎo)相變5 臨界現(xiàn)象  5.1 臨界指數(shù)  5.2 卡丹諾夫標(biāo)度變換  5.3 重整化群  5.4 場論法6 漲落  6.1 圍繞平均值的漲落  6.2 布朗運(yùn)動  6.3 ?？艘黄绽士朔匠? 6.4 生滅過程方程  6.5 外噪聲  6.6 銀河系外星數(shù)量的漲落7 非平衡態(tài)統(tǒng)計  7.1 玻耳茲曼方程  7.2 H定理  7.3 輸運(yùn)方程  7.4 昂薩格關(guān)系  7.5 格子場  7.6 化學(xué)振蕩  7.7 多粒子流體    7.7.1 元胞自動機(jī)    7.7.2 多粒子流體模擬參考文獻(xiàn)術(shù)語索引

章節(jié)摘錄

插圖：1　玻耳茲曼分布統(tǒng)計力學(xué)研究大量微觀粒子的統(tǒng)計平均性質(zhì)，研究物質(zhì)宏觀性質(zhì)和微觀性質(zhì)的關(guān)系。如果研究宏觀對象的熱力學(xué)性質(zhì)，那么稱之為平衡態(tài)統(tǒng)計力學(xué)（或統(tǒng)計熱力學(xué)）；如果宏觀對象進(jìn)行輸運(yùn)，統(tǒng)計力學(xué)就研究宏觀對象的輸運(yùn)特性，那么稱之為非平衡態(tài)統(tǒng)計力學(xué)。對于大量微觀粒子的統(tǒng)計分布規(guī)律可做兩種假設(shè)：一種假設(shè)從概率論出發(fā)，認(rèn)為各種可能出現(xiàn)的狀態(tài)的幾率相等，這種統(tǒng)計力學(xué)稱為經(jīng)典統(tǒng)計力學(xué)；另一種假設(shè)在概率論的基礎(chǔ)上附加微觀粒子應(yīng)滿足的量子條件，這種統(tǒng)計力學(xué)稱為量子統(tǒng)計力學(xué)。微觀粒子分成兩類：一類為可區(qū)分的，另一類為不可區(qū)分的。因?yàn)槲⒂^粒子的數(shù)量非常巨大，所以其分辨性只能由粒子所處的空間位置標(biāo)記?？蓞^(qū)分粒子在空間有固定的位置，且在該位置的鄰域內(nèi)振動，這種粒子稱為定域子；若粒子在所處的整個空間內(nèi)運(yùn)動，則它是不可區(qū)分的，這種粒子稱為離域子。兩者的差別在統(tǒng)計分布計算時有所不同。

編輯推薦

《統(tǒng)計力學(xué)基礎(chǔ)》可供暖通、機(jī)械、化工、氣象、計算機(jī)、社會學(xué)和建筑物理等專業(yè)人員使用。

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