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内容简介
本书为著名物理学家吴大猷先生的著述《理论物理》(共七册)的第五册。《理论物理》是作者根据长期所从事的教学实践编写的一部比较系统全面的大学物理学教材。本册包括热力学、气体运动论及统计力学三部分,用宏观的和微观的观点,研究物理体系宏观系统的性质。本册共分二十一章:第一至六章为热力学部分;第七至十四章为气体运动论部分;第十五至二十一章为统计力学部分。在多数章末还附有习题供读者研讨和学习。
本书根据台湾联经出版事业公司的原书翻印出版,作者对原书作了部分更正,李政道教授为本书的出版写了序言,我们对原书中一些印刷错误也作了订正。
本书可供高等院校物理系师生教学参考,也可供研究生阅读。
目录
- 第一部 熱力學
第一章 引論
1.一些巨觀的觀念:平衡態,態函數,溫度,熱力學第零定律
(1)物理系統
(2)平衡態
(3)態函數
(4)熱力學第零定律
(5)溫度
(6)態函數與非態函數
2.一些巨觀的係數
3.外延量與內含量
第二章 熱力學第一定律
1.第一定律:能之守恒
2.第一定律的應用:氣體的比熱
3.焓
4.絕熱過程;比熱CP,CV
5.第一定律於熱力化學之應用
第三章 熱力學第二定律
1.可逆及不可逆過程
2.熱力學第二定律
3.Carnot循環過程
4.絕對溫度標
5.熵
6.可逆的絕熱過程
7.熵與第二定律
8.氣體擴散混合之熵改變
9.熱力學函數與第二定律
10.第二定律的應用
11.Jouie-Thomson實驗——冷却機原理
12.磁性
附錄:熱力學函數
第四章 熱力平衡
1.熱力平衡的條件
2.外力場下的熱力平衡
3.相轉變
(1)第一階相轉變:飽和蒸氣壓力與溫度之關係
(2)第二階相轉變
4.相轉變——Van der Waals氣體
5.Gibbs之相定則
6.化學反應平衡——質量作用(mass action)定律
(1)質量作用定律
(2)Van't Hoff反應等壓式
(3)Braun-Le Chatelier原理
(4)Van't Hoff反應等體積式
7.光譜之恒星分類——Saha氏理論
第五章 第二定律之Carathéodory氏式
1.積分因子
2.積分因子存在之條件:幾何解釋
3.Carathéodory之熱力學第二定律
4.△S≥0
第六章 第三定律
第二部 氣體運動論
第七章 氣體運動論
1.氣體的壓力、溫度、動能
2.能之等分配原理(equipartition of energy)
3.平均自由徑,移動率(mobility)
4.均功(virial)定理——氣態方程式
5.分子速度分佈——Maxwell分佈
附錄:van der Waals氣體方程式
第八章 Boltzmann方程式及H定理
1.Boltzmann方程式
2.Boltzmann方程式之不可逆性——H定理
3.平衡態
4.H定理,熱力學與不可逆性
Loschmidt及Zermelo之批評
第九章 氣體之熱傳導,粘性及擴散
1.輸運(transport)現象
2.熱之傳導
3.粘性
4.擴散
5.其他不可逆過程
第十章 Brownian運動
1.Fokker-Planck方程式
2.Perrin實驗
3.Langevin的方法
第十一章 Boltzmann方程式之解:輸運係數
1.氣體運動方程式
2.Boltzmann方程式之解:Chapman-Enskog法
3.Boltzmann方程式——若干基本問題
(1)高密度的氣體
(2)起伏的問題
(3)Boltzmann方程式的基礎
第十二章 氣體之運動—統計理論
1.Liouville方程式及系綜
2.Bogoliubov,Born,Green,Kirkwood,Yvon方程式系
3.B-B-G-K-Y方程式系之解:多時標方法
4.游離體(plasma)的運動方程式
第十三章 不可逆熱力學引論
1.熵之產生,熱傳導
2.熱電現象
(1)Peltier效應
(2)Thomson效應
(3)Seebeck效應
3.不可逆熱力學——熱電現象
4.Onsager互易關係
第十四章 機率,Markov過程與不可逆性
1.Markov過程
2.起伏散逸關係(fluctuation-dissipation theorem);Brownian運動
3.機率與時間的矢向—不可逆性
4.“主方程式”(Master Equation)
第三部 統計力學
第十五章 機率引論
1.機率觀念
2.機率,平均值
3.連繼變數之機率
4.中心極限定理(central limit theorem)
5.起伏現象
第十六章 統計力學——Maxwell-Boltzmann理論
1.分子密度之分佈
2.速度的分佈問題——機率與熵
3.“最可能態”(the most probable state):μ空間法
4.Γ空間法及Ergodic假定
5.統計力學與不可逆過程
6.機率與熱力學
7.總結
第十七章 Darwin及Fowler平均值法
1.平均值
2.Darwin-Fowler法與熱力學
第十八章 統計力學——系綜理論
1.Gibbs之系綜理論
(1)微正則系綜
(2)正則系綜
(3)大正則系綜
2.系綜理論,熱力學熵定律及氣體運動論之H定理
3.微正則系綜與熱力學
4.正則系綜與熱力學
5.大正則系綜
6.Maxwell-Boltzmann,Darwin-Fowler,Gibbs三種統計力學
第十九章 Boltzmann,Bose-Einstein及Fermi-Dirac統計
1.引言
2.Bose統計——黑體輻射Planck公式
3.Bose-Einstein統計
4.Fermi-Dirac統計
5.三種統計的關係——Brillouin法
6.簡併(degenerate)系統
(1)弱簡併
(2)强簡併之Bose-Einstein氣體
(3)Einstein凝結
(4)强簡併之Fermi-Dirac系統
7.金屬中之電子,原子分子中之電子
8.量子統計對金屬電子輸運問題之應用
9.量子統計對電熱現象之應用
第二十章 量子統計與量子力學
1.引言
2.Fermi-Dirac統計
3.Bose-Einstein統計
4.Boltzmann統計
第二十一章 微觀的可逆性與巨觀的不可逆性
1.導言
2.熱力學與第零定律
3.巨觀觀點的機率性及不可逆性
4.由微觀描述至巨觀描述:收縮法