热物理概念（第2版）：热力学与统计物理学 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　《热物理概念（第2版）：热力学与统计物理学》详细介绍了作为热力学和统计物理学基础的一些主要原理以及它们的应用。书中以非常清晰的方式介绍和讨论了热力学和统计物理学中的一些核心概念，通过非常丰富的实例说明新的概念、方法和原理，对于相关的历史背景和发现过程也作了比较具体的描述。
　　《热物理概念（第2版）：热力学与统计物理学》关于概念、原理和方法的应用涉及天体物理、大气物理、信息和通信理论、凝聚态物理等众多学科，体现了基本理论和方法的广泛适用性。
　　全书分为9部分，内容包括：准备知识、气体动理学理论、输运和热扩散、热力学定律、热力学第二定律、热力学的应用、统计力学、超出理想气体以及特殊专题。为突出主题，每部分分为篇幅大致相当的数章，全书共37章，每章末包含了本章小结、拓展阅读以及练习题，有助于加深对概念、原理和方法的理解。
　　《热物理概念（第2版）：热力学与统计物理学》可作为综合大学或师范院校物理学以及相关专业的热力学与统计物理课程的教材或教学参考书，也可供其他有关人员参考。

内页插图

目录

第1部分 准备知识
第1章 引言
1．1 什么是摩尔？
1．2 热力学极限
1．3 理想气体
1．4 组合问题
1．5 本书计划
本章小结
练习
第2章 热量
2．1 热量的一个定义
2．2 热容
本章小结
练习
第3章 概率
3．1 离散概率分布
3．2 连续概率分布
3．3 线性变换
3．4 方差
3．5 线性变换和方差
3．6 独立变量
3．7 二项式分布
本章小结
拓展阅读
练习
第4章 温度与玻尔兹曼因子
4．1 热平衡
4．2 温度计
4．3 宏观态与微观态
4．4 温度的一个统计定义
4．5 系综
4．6 正则系综
4．7 玻尔兹曼分布的应用
本章小结
拓展阅读
练习

第2部分 气体动理学理论
第5章 麦克斯韦一玻尔兹曼分布
5．1 速度分布
5．2 速率分布
5．2．1 （v）和（v2）
5．2．2 一个气体分子的平均动能
5．2．3 f（v）的极大值
5．3 实验验证
本章小结
练习
第6章 压强
6．1 分子的分布
6．1．1 立体角
6．1．2 在某一方向上以某一速率运动的分子数
6．1．3 撞击器壁的分子数
6．2 理想气体定律
6．3 道尔顿定律
本章小结
练习
第7章 分子泻流
7．1 通量
7．2 泻流
本章小结
练习
第8章 平均自由程和碰撞
8．1 平均碰撞时间
8．2 碰撞截面
8．3 平均自由程
本章小结
练习
……

第3部分 输运和热扩散
第4部分 第一定律
第5部分 第二定律
第6部分 热力学的应用
第7部分 统计力学
第8部分 超越理想气体
第9部分 特殊专题

附录

前言/序言

　　热物理是任何本科生物理课程的一个核心部分，它既包括经典热力学（主要是在19世纪建立的，并且是由希望理解热机使用中热转化为功这个问题所驱动的）的基础，也包括统计力学f由玻尔兹曼以及吉布斯建立，它关注系统的基本微观态的统计行为）的基础。学生常常发现这些专题是非常难以理解的，这个问题是与不熟悉数学特别是概率统计中的一些基本概念相关的。此外，传统的热力学关注蒸汽机，而这些对于21世纪的学生而言似乎是遥远的，并且在很大程度上与他们是不相关的，这是非常遗憾的事情，因为理解热物理对于几乎全部近代物理以及在21世纪中我们所面临的重要技术挑战均是关键的。
　　本书的目的是介绍热物理中的一些核心概念，通过来自天体物理、大气物理、激光物理、凝聚态物理以及信息论中的许多近代例子充实这些方面的内容，对重要的数学原理，特别是与概率统计相关的原理进行比较详细的讨论，力图补充一些材料，而不再自动假定它们已包含在各学校的数学课程之中。此外，附录中还包含一些有用的数学，例如各种积分、数学结果以及恒等式。遗憾的是，掌握研究热物理所需的数学并没有捷径，但是附录中的材料提供了有用的备忘录。
　　关于热物理这个学科的许多教程是按照历史发展来讲授的：先讲授气体动理学理论，再是经典热力学，最后是统计力学。在其他一些教程中，先由经典热力学原理开始，然后是统计力学，直到最后才是动理学理论。尽管这两种方法各有优缺点，但是我们着力于一种更为有机统一的处理方法，例如，我们用一种直截了当的统计力学观点引进温度，而不是基于有些抽象的卡诺热机。然而，我们确实将对配分函数以及统计力学的详细讨论推迟到介绍了态函数之后，这使得对配分函数的计算更为方便，我们相对比较早地介绍气体动理学理论，因为它提供了一个简单且很好定义的平台，可以在其上使用概率分布的一些简单概念。在牛滓大学开设的课程中，这种方法效果良好，但是在其他一些地方，因为动理学理论仅在课程的较后阶段才学习，我们已设计本书的内容安排，使得省略动理学理论的章节不会引起一些问题，详情参见第11页的图1.5。此外，本书中的某些部分包含一些更为高等的材料（常常置于方框中，或者书的最后部分），在初次阅读时可以跳过这些部分。
　　本书编排为一系列短而易于消化的章节，每一章介绍一个新概念或者说明一个重要的应用，大多数读者可以从示例开始学习，书中给出了许多有计算过程的实例，以便于在引入概念时读者可以逐步熟悉这些概念。每章末都提供了一些练习题，学生可以由此进行方方面面的实际应用，
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