统计热力学（第2版）/普通高等教育“十一五”国家级规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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梁希侠，班士良 著

图书标签:

• 统计热力学
• 热力学
• 物理学
• 高等教育
• 教材
• 物理化学
• 凝聚态物理
• 能量转换
• 熵
• 平衡态

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030219015

版次：2

商品编码：11198175

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十一五”国家级规划教材

开本：16开

出版时间：2008-06-01

用纸：胶版纸

页数：276

正文语种：中文

内容简介

　　《普通高等教育“十一五”国家级规划教材：统计热力学（第2版）》，是作者在多年教学经验的基础上编写而成。目前，从中学到大学，物理教学改革不断深化，为了避免“热物理”各层次教学内容出现较多重复和不必要的交叉，作者创造性地建立以统计物理为主线、融宏观与微观理论于一体的教学体系。全书内容包括预备知识、孤立系、封闭系、均匀物质的热力学性质、气体的性质、开放系、量子统计法、涨落理论、非平衡态统计物理简介以及相变与临界现象。
　　《普通高等教育“十一五”国家级规划教材：统计热力学（第2版）》适合普通高等院校物理及应用物理专业的学生学习热力学与统计物理课程使用，也可作为教师参考用书。

作者简介

　　梁希侠，内蒙古大学教授、博士生导师，国家突出贡献专家，全国教育系统劳动模范，享受国务院政府特殊津贴。曾任教育部高等学校物理类专业教学指导分委员会委员，现任全国热力学与统计物理教学研究会主任。主持国家精品课程“统计热力学”，获国家级教学名师奖，国家教委和内蒙古自治区科技进步奖、内蒙古自治区教学成果奖。班土良，理学博士，内蒙古大学教授，博士生导师，享受国务院政。府特殊津贴，内蒙古自治区有突出贡献专家、劳动模范，教育部高等学校物理学类专业教学指导分委员会委员、中国物理学会理事、内蒙古自治区物理学会理事长、全国热力学与统计物理教学研究会秘书长。曾获内蒙古自治区科技进步奖、教学成果奖、教学名师奖。

目录

第二版前言
第一版前言
绪论
第1章 预备知识
1.1 热学有关结论回顾
1.2 单粒子的微观状态
1.3 多粒子系的微观状态
1.4 几个有关的数学问题
习题
第2章 孤立系
2.1 统计物理的基本原理
2.2 等概率原理——微正则分布
2.3 热平衡定律 温度
2.4 热力学第一定律——能量守恒律
2.5 热力学第二定律——熵增加原理
2.6 单原子分子理想气体
习题
第3章 封闭系
3.1 正则分布
3.2 正则分布的热力学公式
3.3 近独立子系的麦克斯韦-玻尔兹曼分布
3.4 麦克斯韦-玻尔兹曼分布的热力学公式
3.5 能均分定理
3.6 肖特基缺陷
3.7 二能态与负温度
习题
第4章 均匀物质的热力学性质
4.1 麦克斯韦关系及其应用
4.2 基本热力学函数
4.3 特性函数
4.4 磁介质的热力学性质
4.5 焦耳效应和焦耳-汤姆孙效应
习题
第5章 气体的性质
5.1 理想气体的热力学函数
5.2 单原子分子理想气体
5.3 双原子分子理想气体热容量
5.4 非理想气体的物态方程
习题
第6章 开放系
6.1 巨正则分布
6.2 开放系的热力学公式
6.3 热动平衡条件
6.4 有曲面边界的平衡条件
6.5 化学平衡
6.6 混合气体的平衡性质
6.7 化学反应的性质
6.8 热力学第三定律
习题
第7章 量子统计法
7.1 量子统计分布
7.2 固体的热容量
7.3 光子气体
7.4 金属自由电子气
7.5 半导体载流子统计
7.6 玻色-爱因斯坦凝聚
7.7 顺磁性的统计理论
习题
第8章 涨落理论
8.1 涨落的准热力学理论
8.2 光的散射
8.3 涨落的空间关联
8.4 布朗运动
8.5 电路的噪声
习题
第9章 非平衡态统计物理简介
9.1 玻尔兹曼积分微分方程
9.2 H定理及趋向平衡
9.3 玻尔兹曼方程
9.4 气体的黏滞现象
9.5 金属的电导率
9.6 局域熵产生率
9.7 昂萨格关系
习题
第10章 相变与临界现象
10.1 固溶体相图
10.2 汽-液相变
10.3 临界性质与临界指数
10.4 伊辛模型与有序-无序相变
10.5 朗道平均场理论
10.6 标度变换与普适性
参考文献
常用物理常数表
名词索引
人名索引

前言/序言

经典力学导论：从牛顿到拉格朗日 作者： 钱德林 (化名，代指一位资深物理学家) 出版社： 科学出版社 (假设) 装帧： 精装，800页，配有大量习题与图示 定价： 128.00 元 --- 内容简介 《经典力学导论：从牛顿到拉格朗日》是一本旨在为物理学、工程学及相关学科的本科高年级学生和初级研究生提供全面、深入且富有洞察力的经典力学基础训练的教材。本书的核心目标是引导读者超越初级物理课程中以牛顿定律为基础的运动学和动力学描述，迈入更具普适性和数学严谨性的分析力学框架——以拉格朗日力学和哈密顿力学为核心的现代经典力学。 本书共分十章，结构严谨，逻辑清晰，力求在保持物理图像直观性的同时，充分展现分析力学的优雅与强大。 第一部分：牛顿力学的复习与深化 (第1章 - 第3章) 本书的开篇并未简单重复中学或大学普通物理中的内容，而是着重于对牛顿定律在更复杂系统中的应用进行方法论的深化和回顾。 第一章：回顾与基础概念 本章重新审视了空间、时间、质量和力的基本概念，并引入了惯性参考系、非惯性参考系（如旋转参考系）的概念。重点讨论了伽利略变换的局限性，为后续引入更抽象的坐标系和约束条件做铺垫。着重分析了处理复杂约束（如光滑、无滑动的滚动约束）时的难点，指出牛顿方法在处理多体系统和复杂几何约束时的固有局限性。 第二章：振动与微扰理论基础 本章深入探讨了简谐振动、受迫振动和阻尼振动。关键在于引入了解耦思想。通过对耦合振子系统的分析，展示了如何通过坐标变换将复杂运动分解为若干独立简谐振动的叠加。微扰论的基础——定性分析弱耦合情况下的系统行为，在此处首次被引入，为后续拉格朗日力学中处理小扰动打下基础。 第三章：中心力问题与轨道分析 本章详尽分析了开普勒问题。除了经典的开普勒定律推导外，本章引入了守恒量的概念，如角动量守恒和能量守恒，并展示了这些守恒量如何直接限定了粒子轨道的几何性质。使用相空间的初步概念，将轨道描述为能量曲面上的轨迹，提升了对力学系统状态描述的抽象层次。 第二部分：分析力学的核心——拉格朗日力学 (第4章 - 第7章) 分析力学作为经典力学的现代化描述，其威力在于利用能量（标量）而非力（矢量）来描述系统，极大地简化了约束的处理。 第四章：广义坐标与约束 本章是通往分析力学的桥梁。详细区分了完整约束和非完整约束，以及单值约束和非单值约束。重点在于定义和使用广义坐标 (${q_i}$) 来描述系统构型，并推导出描述约束力的冗余度问题。清晰阐述了为何在保守系统中，约束力不对系统做功，从而可以被忽略。 第五章：达朗贝尔原理与虚功原理 本章引入了分析力学的基石——达朗贝尔原理（或称虚功原理）。从牛顿第二定律出发，严格推导了虚功原理在静力学和动力学中的应用。这是从力学原理到变分原理的逻辑过渡。 第六章：拉格朗日方程的推导与应用 基于哈密顿的最小作用量原理（仅作为概念引入，详述留给第八章），本章推导出拉格朗日方程（欧拉-拉格朗日方程）： $$frac{d}{dt}left(frac{partial L}{partial dot{q}_i} ight) - frac{partial L}{partial q_i} = 0$$ 其中 $L = T - V$（动能减去势能）被称为拉格朗日量。本书详细演示了如何构建复杂系统的拉格朗日量，特别是针对含对流坐标和非保守力（通过引入广义非保守力项）的系统。详细案例包括双摆、圆锥摆以及电磁场中的带电粒子（引入电磁场的拉格朗日量）。 第七章：守恒定律与诺特定理的初探 本章深入探讨了拉格朗日量在坐标变换下的性质。通过讨论循环坐标（即不出现在 $L$ 中的坐标），直接导出了一阶运动积分（守恒量）。本章为诺特定理提供了直观的物理图像铺垫，使读者理解对称性与守恒量之间的深刻联系。 第三部分：从拉格朗日到哈密顿（第8章 - 第10章） 分析力学的最高形式是哈密顿力学，它将描述系统状态的变量从 ${q_i, dot{q}_i}$ 扩展到 ${q_i, p_i}$（广义坐标和共轭动量），从而提供了更深刻的几何和动力学洞察。 第八章：哈密顿力学与勒让德变换 本章利用勒让德变换，从拉格朗日量 $L(q, dot{q}, t)$ 转换到哈密顿量 $H(q, p, t)$： $$H = sum_i p_i dot{q}_i - L$$ 详细推导了哈密顿正则方程： $$dot{q}_i = frac{partial H}{partial p_i}, quad dot{p}_i = -frac{partial H}{partial q_i}$$ 本章强调了哈密顿量在保守系统下等同于系统总能量的物理意义，并展示了哈密顿正则方程在处理相对论性粒子运动时的优势。 第九章：泊松括号与正则变换 本章是本书的理论高潮之一。引入泊松括号 ${cdot, cdot}$ 来描述物理量随时间的演化： $$frac{d f}{dt} = {f, H} + frac{partial f}{partial t}$$ 阐述了泊松括号的代数性质，并证明了守恒量对应于与哈密顿量（在演化过程中）的泊松括号为零的量。随后，系统地介绍了正则变换，探讨了哪些坐标变换能保持哈密顿方程的简洁形式，为解决复杂问题（如通过规范变换简化哈密顿量）提供了数学工具。 第十章：微扰论与经典混沌的萌芽 本章将分析力学的工具应用于更前沿的领域。首先，通过哈密顿-雅可比方程（作为对所有正则坐标形式的统一表述）和生成函数法，系统化地处理周期性微扰问题。最后，本章引入了KAM 定理的经典力学背景，通过研究非线性振荡器（如 Duffing 振子或受扰的开普勒运动）的相空间轨迹，定性地展示了经典动力学中确定性混沌的几何特征，为向统计物理和非线性动力学的过渡做好准备。 --- 本书特色 1. 严谨的数学构建： 强调从虚功原理到变分原理的逻辑链条，而非简单地罗列公式。 2. 清晰的层次结构： 从牛顿的矢量方法自然过渡到拉格朗日和哈密顿的能量标量方法，体现了物理理论发展的脉络。 3. 丰富的现代案例： 案例选择兼顾经典性（如行星运动）和现代性（如带电粒子在电磁场中的运动，非线性系统分析）。 4. 强调守恒量与对称性： 诺特定理的讲解贯穿始终，帮助读者建立物理直觉与数学结构之间的联系。 本书的难度适中偏上，是物理学专业学生掌握经典力学精髓，并为后续学习量子力学和场论打下坚实分析基础的理想教材。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，初次接触这本书时，我还是有点被它的学术深度“劝退”的。我是一名跨专业的学习者，之前对物理化学的了解仅限于基础的本科课程。这本书的出现，无疑给我的学习过程增添了不少挑战。许多概念，比如“相空间”、“配分函数”、“简并度”等等，对我来说都是全新的。一开始，我常常会在某个公式面前停滞不顾，反复阅读教材的讲解，甚至需要查找大量的外部资料来辅助理解。我记得有一次，我花了整整一个下午去弄懂一个关于熵的统计解释，感觉脑子都要炸开了。但是，每当我克服了一个难点，豁然开朗的那一刻，那种成就感是无与伦比的。这本书迫使我去思考，去钻研，去建立起物理学中最根本的一些概念之间的联系。它不只是提供知识，更重要的是培养了我一种严谨的科学思维方式。

评分☆☆☆☆☆

这本书最大的价值，在我看来，在于它对于“直觉”的重塑。我们日常生活中对热力学现象的理解，往往是基于宏观经验的，比如水会沸腾，冰块会融化，这些都是我们习以为常的。但这本书让我意识到，在这些宏观现象的背后，是无数微观粒子在遵循着概率和统计的规律。它通过引入统计力学的视角，让我能够从一个全新的角度去审视这些熟悉的现象。例如，当我读到关于“熵增”原理的统计解释时，我不再仅仅把它看作一个抽象的定律，而是能够想象到，这是系统向着更混乱、更可能的状态演化的必然结果，是微观粒子运动的“自由意志”在宏观上的体现。这种从微观到宏观的理解，极大地深化了我对热力学世界的认识，也让我对自然界充满了敬畏。

评分☆☆☆☆☆

这本书对我来说，更像是一扇通往微观世界奇妙景象的大门。我一直对物质世界的构成和运动规律感到好奇，尤其是那些肉眼看不见的粒子是如何通过它们的集体行为，最终宏观地展现出我们熟悉的温度、压强、熵等热力学性质的。这本书恰恰满足了我这种求知欲。它并没有直接罗列那些冰冷枯燥的公式，而是通过循序渐进的方式，从最基本的粒子运动模型开始，一步步构建起统计力学的宏大框架。我特别喜欢它讲解玻尔兹曼分布和巨正则系综的那几章，感觉就像是在玩一场精密的概率游戏，通过对大量微观状态的统计分析，竟然能够精确预测宏观系统的行为。有时候，我会放下书本，望着窗外，想象着空气中无数分子的运动，感觉自己仿佛置身于一个微观的宇宙之中，每一个分子都在遵循着某些规律，共同谱写着宏观世界的乐章。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《统计热力学（第2版）》纯属偶然，我本来在图书馆瞎逛，想找点关于量子力学入门的书，结果无意间翻到了这本。封面设计很朴实，属于那种一看就知道是“教材”的类型，没有花哨的插图，字体也不是那种吸引眼球的。我当时犹豫了一下，因为我对热力学已经有些基础了，但一直觉得统计力学的概念有些晦涩难懂，总是在宏观和微观之间找不到清晰的联系。不过，看到“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”这几个字，心里还是有点底的，觉得至少内容的严谨性和系统性是有保障的。我随手翻了几页，发现里面的公式推导和概念解释都挺清晰的，虽然一些术语对我来说还是有点陌生，但整体感觉比我之前看过的几本教材要友好不少。我当时就把它借了出来，想着回家有空的时候，就着咖啡，慢慢啃。

评分☆☆☆☆☆

作为一个正在为毕业论文收集资料的学生，这本书为我提供了宝贵的理论支撑。我的研究方向涉及到一些材料的性能表征，而这些性能的根源往往与材料内部微观粒子的分布和相互作用密切相关。这本书中关于配分函数和自由能的推导，为我分析材料在不同温度和压力下的稳定性提供了坚实的理论基础。我特别关注了书中关于晶格振动和电子气的统计模型，这些内容为我理解一些固态物理和凝聚态物理中的现象提供了清晰的思路。虽然书中某些部分的数学推导仍然需要我反复推敲，但我相信，只要我能够真正掌握这些统计力学的工具，就能更深入地理解我的研究对象，并为我的论文撰写提供更强的理论武器。这本书，对我来说，已经不仅仅是一本教材，更是一件重要的研究工具。

评分☆☆☆☆☆

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这本书是普通高等教育"十一五"国家级规划教材，内蒙古大学的国家级精品课程配套教材，编著者是内蒙古大学教授、博士生导师，国家突出贡献专家，全国教育系统劳动模范，享受国务院政府特殊津贴。曾任教育部高等学校物理类专业教学指导分委员会委员，现任全国热力学与统计物理教学研究会主任。主持国家精品课程“统计热力学”，获国家级教学名师奖，国家教委和内蒙古自治区科技进步奖、内蒙古自治区教学成果奖。 这本书是作者在多年教学经验的基础上编写而成。目前，从中学到大学，物理教学改革不断深化，为了避免“热物理”各层次教学内容出现较多重复和不必要的交叉，作者创造性地建立以统计物理为主线、融宏观与微观理论于一体的教学体系。全书内容包括预备知识、孤立系、封闭系、均匀物质的热力学性质、气体的性质、开放系、量子统计法、涨落理论、非平衡态统计物理简介以及相变与临界现象。全书写得深入浅出，适合学习，就是课后习题少了点，还要找别的习题来补充，有点麻烦。书的封面精品，印刷也很好，超星视频上有上海交通大学的热力学统计物理视频，用的就是这本教材，买过来打算跟着视频好好学学。最后说一句，梁先生的这本书，的确是国内最好的统计物理教材。是初次学习热力学与统计物理学的首选。

评分☆☆☆☆☆

《普通高等教育“十一五”国家级规划教材：统计热力学（第2版）》，是作者在多年教学经验的基础上编写而成。目前，从中学到大学，物理教学改革不断深化，为了避免“热物理”各层次教学内容出现较多重复和不必要的交叉，作者创造性地建立以统计物理为主线、融宏观与微观理论于一体的教学体系。全书内容包括预备知识、孤立系、封闭系、均匀物质的热力学性质、气体的性质、开放系、量子统计法、涨落理论、非平衡态统计物理简介以及相变与临界现象。

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