统计热力学 [Statistical Thermodynamics] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[奥] E.薛写谔 著，徐锡申 译，陈成琳 校

图书标签:

• 统计物理
• 热力学
• 物理化学
• 凝聚态物理
• 熵
• 吉布斯自由能
• 配分函数
• 相变
• 非平衡态热力学
• 分子模拟

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040391411

版次：1

商品编码：11419230

包装：精装

外文名称：Statistical Thermodynamics

开本：16开

出版时间：2014-01-01

用纸：胶版纸

页数：128

字数：81000

正文语种：中文

内容简介

　　《统计热力学》最初是薛定谔1944年1月至3月在爱尔兰都柏林高级研究院理论物理所的研究班讲座上的讲演稿，迄今已70年。几十年来，统计物理有了巨大发展，但《统计热力学》所阐述的基本原理以及内容和方法仍是该门课程的牢靠基础。《统计热力学》不是入门教材，其目的是发展一种简单而统一的标准方法，论述统计力学的基本问题。作者对一般书中常见的论题，讨论得比较精简，而对通常被忽略的极关重要之点，则讨论得十分详细，同时把主要的注意力放在普遍步骤上，而以例子作为说明。
　　《统计热力学》可供大专院校物理系、化学系师生和有关科技工作者参考。

内页插图

目录

第一章 绪论
第二章 最概然分布法
第三章 能斯特定理的讨论
第四章 关于第二章 的例子
（1）自由质点（单原子理想气体）
（2）普朗克振子
（3）费米振子

第五章 涨落
第六章 平均值法
第七章 n质点问题
第八章 公式的计值，极限情况
熵常量
经典理论的失败．吉布斯佯谬
离题话：物质湮没？
离题话：论不确定关系
气体简并性本题
弱简并性
中等简并性
强简并性
（a）费米狄拉克情况下的强简并性
（b）玻色-爱因斯坦情况下的强简并性

第九章 辐射问题
附录量子力学振幅的正则分布
译者后记

《高等材料科学导论》 作者：[此处填写作者姓名，例如：张伟、李明] 出版社：[此处填写出版社名称，例如：清华大学出版社、科学出版社] --- 卓越性能的基石：新一代材料的理解与设计 本书旨在为材料科学领域的研究人员、高级本科生及研究生提供一本全面、深入且具有前瞻性的教材。它超越了传统材料学对宏观性能的描述，深入探讨了从原子尺度到宏观尺度的结构-性能关系，重点聚焦于高性能结构材料、功能材料的前沿进展及其背后的物理化学原理。 本书共分为八个核心部分，系统地构建了理解和设计先进材料的理论框架。 --- 第一部分：原子结构与微观形貌的精确表征 本部分首先回顾了晶体结构理论的基础，但迅速将重点转向现代材料分析的技术前沿。 1.1 电子显微学的精细化应用： 详细阐述了高分辨透射电子显微镜（HRTEM）和扫描透射电子显微镜（STEM）在识别亚纳米级缺陷、晶界结构和原子排序方面的最新进展。重点讨论了环形暗场成像（ADF）与差分相位衬度成像（DPC）如何揭示非晶态区域和界面处的电荷分布和局部应力场。 1.2 谱学技术的深度挖掘： 深入剖析了X射线吸收精细结构（XAFS）——包括边谱（XANES）和扩展边谱（EXAFS）——如何提供关于近程有序结构和价态信息的定量数据。同时，对拉曼光谱在应力分析和缺陷识别中的应用进行了详尽论述，特别是在二维材料和复合材料中的特异性响应。 1.3 表面与界面分析的挑战： 探讨了俄歇电子能谱（AES）和X射线光电子能谱（XPS）在表面化学态分析中的局限性与突破，以及如何结合聚焦离子束（FIB）技术实现深度剖析和界面样品制备的精确控制。 --- 第二部分：高性能结构材料的本征强度与韧性 本部分聚焦于金属、陶瓷和聚合物在极端条件下的力学行为，强调通过微结构工程实现性能的协同提升。 2.1 晶体塑性与位错动力学： 不仅限于经典的位错滑移理论，而是深入研究了高熵合金（HEAs）中复杂应力场下的多通道滑移机制、孪晶诱发的塑性（TWIP）效应，以及在低温或高应变率下的变形行为。引入了基于密度泛函理论（DFT）计算的$gamma$束缚位错（Shockley partial dislocation）迁移势垒。 2.2 弥散强化与沉淀强化机制： 详尽分析了第二相粒子（如$gamma'$相、碳化物或氮化物）在阻碍位错运动中的定量模型，包括Orowan绕过和切入机制。特别关注了纳米尺度沉淀物对蠕变和疲劳寿命的调控，以及如何通过热处理工艺精确控制沉淀物的大小、分布和界面能。 2.3 陶瓷材料的增韧策略： 探讨了从宏观到微观层面的增韧途径，包括纤维增韧（如SiC纤维增强SiC基体CMCs）、裂纹偏转、桥接以及相变增韧（如氧化锆的应力诱发相变）。分析了这些增韧机制如何有效提高断裂韧性，同时维持高硬度。 --- 第三部分：功能材料的电磁学与光子学响应 本部分着眼于材料如何与电磁波、光子进行有效耦合，重点关注新型电子和光电器件。 3.1 介电与铁电响应的弛豫动力学： 深入讨论了在宽带隙氧化物（如钛酸钡、锆钛酸盐）中，畴壁运动和电场诱导的缺陷极化对介电常数和铁电滞回线的影响。分析了高频下的介电损耗机制以及如何通过掺杂策略优化工作温度范围。 3.2 拓扑绝缘体与狄拉克材料： 介绍了拓扑表面态的概念，以及如何利用表面敏感技术验证其受保护的无耗散导电通道。讨论了通过表面化学修饰或应变工程来调控拓扑相变的最新研究成果。 3.3 半导体异质结的能带工程： 详尽分析了III-V族或钙钛矿材料异质结界面处的内建电场的形成机理，以及这对光吸收、载流子分离效率（如在太阳能电池或LED中）的关键作用。 --- 第四部分：先进能源材料的电化学界面 本部分侧重于储能器件（电池、电容器）中材料所经历的复杂电化学过程和界面稳定性问题。 4.1 固态电解质与界面阻抗： 探讨了固态锂离子电池中陶瓷和聚合物电解质的离子传导机制，特别是晶界和颗粒/电解质界面的高阻抗问题。分析了化学兼容性、接触电阻的定量表征方法。 4.2 活性材料的体积变化管理： 针对硅负极、高镍正极等材料在充放电过程中面临的剧烈体积膨胀与收缩，本章探讨了如何利用多孔结构设计、表面包覆来维持电极的结构完整性，并抑制界面副反应的持续发生。 4.3 燃料电池中的催化剂与质子传输： 聚焦于高温质子交换膜燃料电池（HT-PEMFC）中磷酸盐掺杂聚合物膜的质子跳跃机制，以及贵金属或过渡金属氧化物催化剂表面氧还原反应（ORR）的动力学和电催化活性位点的确定。 --- 第五部分：软物质与生物材料的组装与响应 本部分涵盖了具有复杂动态行为和环境敏感性的聚合物、液晶和生物相容性材料。 5.1 聚合物纳米结构的自发组装： 深入阐述了嵌段共聚物在溶液和薄膜中形成周期性结构（如层状、柱状、球状）的热力学驱动力，以及相分离动力学如何影响最终结构的尺度和缺陷。 5.2 智能响应性材料： 讨论了形状记忆聚合物（SMPs）和刺激响应性水凝胶的分子链网络设计。重点分析了温度、pH值或光照如何触发可逆的物理或化学变化，及其在药物缓释和软体机器人中的应用潜力。 5.3 生物材料与组织工程： 探讨了材料表面能、润湿性和粗糙度对细胞粘附、增殖和分化的影响。分析了生物活性涂层的设计原理，以及可降解支架材料的控制性水解动力学。 --- 第六部分：先进计算方法在材料设计中的应用 本部分强调了计算模拟如何作为理论指导和实验验证的有力补充。 6.1 第一性原理计算的局限与优势： 详细介绍了如何使用密度泛函理论（DFT）计算材料的电子结构、形成能、缺陷迁移能垒和反应路径。特别关注在处理强关联体系和界面吸附问题时的先进泛函选择。 6.2 介观尺度的分子动力学模拟： 论述了如何利用分子动力学（MD）模拟扩散、粘滞、塑性流动和热传输等涉及大量原子协同运动的复杂过程。介绍了增强采样技术在加速稀有事件模拟中的应用。 6.3 机器学习在材料信息学中的整合： 探讨了如何利用高通量计算数据和实验数据，构建机器学习模型来预测新材料的性能（如预测特定晶体结构的稳定性或优化热处理参数），加速材料的发现周期。 --- 第七部分：材料加工工艺的尺度效应与控制 本部分关注现代制造技术如何将微观设计转化为宏观产品，特别是增材制造（3D打印）带来的新机遇与挑战。 7.1 增材制造中的冶金过程： 集中分析了选区激光熔化（SLM）过程中金属粉末的快速加热-冷却循环对晶粒尺寸、残余应力、孔隙率和非平衡相形成的影响。重点讨论了如何通过优化激光参数控制凝固速率。 7.2 界面控制与异质结构构建： 探讨了通过反应性浸渗、扩散焊等技术在宏观尺度上构建出具有特定功能梯度的复合材料或异质结的方法，以及如何管理不同材料间的晶格失配和热膨胀系数差异。 7.3 原位表征技术追踪： 介绍了在真实加工或服役条件下，利用同步辐射X射线或高频超声实时监测材料内部结构演变（如相变、应力松弛）的方法。 --- 第八部分：环境适应性与可持续性材料 最后，本书将视角转向材料在复杂环境中的长期稳定性以及面向可持续发展的材料设计理念。 8.1 腐蚀与辐照损伤机理： 深入分析了电化学腐蚀（如应力腐蚀开裂SCC）、高温氧化动力学，以及核反应堆或航天环境中材料对高能粒子辐照的微观响应（如空泡形成、氦致肿胀）。 8.2 疲劳寿命的预测模型： 超越传统的S-N曲线，本章关注基于断裂力学和微观结构演化的疲劳裂纹萌生与扩展的物理模型，特别是对低周疲劳和高周疲劳寿命的准确预测。 8.3 可回收性与循环经济中的材料设计： 讨论了如何设计易于解聚、易于分离的聚合物，以及开发具有高价值回收潜力的复杂合金体系，以实现材料的闭环利用。 --- 本书特色： 本书强调跨学科的深度融合，理论推导严谨，并配有大量的前沿案例研究和最新文献引用，旨在培养读者独立解决复杂材料科学问题的能力。它不仅是知识的传授，更是研究思维的引导。

评分☆☆☆☆☆

当我决定深入研究《统计热力学》这本书时，我的初衷是想解决一些在计算物理模拟中遇到的瓶颈问题。我发现，很多时候仅仅依靠牛顿力学或者传统的宏观热力学定律，难以精确描述复杂体系的行为，尤其是在涉及大量粒子相互作用的情况下。这本书的名字精准地击中了我的需求，我希望它能提供一套严谨的数学框架，帮助我理解并量化这些微观行为如何影响宏观性质。我特别关注的是书中关于系综（ensemble）的阐述，例如微正则系综、正则系综和巨正则系综，以及它们各自的适用条件和数学表述。我期待能够通过这些系综的概念，掌握如何从概率的角度去平均化微观状态，从而得到宏观可观测量。此外，书中关于自由能的讨论也是我关心的重点，我希望能理解自由能如何与系统的稳定性、平衡态以及可逆/不可逆过程的功联系在一起。如果书中能提供一些实际的计算案例，或者指导我如何将这些理论应用于具体的模拟场景，那将是莫大的帮助，能够极大地提升我解决实际问题的能力，并为我的研究开辟新的思路。

评分☆☆☆☆☆

对《统计热力学》这本书的期待，源于我对物质世界基本原理的好奇心。我总觉得，我们每天感受到的温度、压力，以及各种物质的状态变化，背后一定有着更深层次的、由无数微小粒子构成的运动规律在支配。这本书的名字恰如其分地概括了这种探索方向，它似乎承诺着要揭示宏观热力学现象与微观粒子统计行为之间的桥梁。我非常希望能从书中了解到，像熵这样的概念，是如何从概率和信息论的角度被重新解读的。我想要理解，为什么一个系统的混乱程度（熵）会倾向于增加，以及这种增加是否与信息量的损失有关。书中关于玻尔兹曼分布的讲解，对我来说至关重要，它关系到能量如何在不同粒子之间分配。我期望这本书能提供清晰的推导过程，让我明白为什么在一定温度下，低能级态的粒子数量会多于高能级态。同时，我也对书中可能涉及到的量子统计力学部分非常感兴趣，比如费米-狄拉克统计和玻色-爱因斯坦统计，它们如何解释电子、光子等粒子的行为，并最终影响到材料的性质，这对我来说是一个充满魅力的未知领域。

评分☆☆☆☆☆

我被《统计热力学》这本书的名字所吸引，因为它听起来就像是能够连接微观粒子世界和我们日常可见的宏观热力学现象的钥匙。我总是对“为什么”充满疑问，比如为什么物体会自然冷却，为什么热量总是从高温物体流向低温物体，为什么有些过程是不可逆的。我希望这本书能提供一个基于粒子行为的解释，而不是仅仅给出现象的描述。我尤其期待书中能对“熵”这个概念进行深入浅出的剖析，理解它不仅仅是一个衡量混乱度的指标，更是连接微观状态数量与宏观热力学量的桥梁。书中对配分函数的讲解，对我来说是核心部分，我希望能通过它来理解如何从微观层面计算出系统的宏观性质，例如内能、热容和压强。我希望这本书能包含一些经典的例子，比如理想气体的统计热力学，让我能够通过具体的计算来体会理论的威力。此外，如果书中还能涉及一些更前沿的应用，比如生物分子或者纳米材料的热力学性质，那将极大地激发我的学习兴趣，让我看到统计热力学在解决当代科学难题中的重要作用。

评分☆☆☆☆☆

初次翻开这本《统计热力学》，我带着对物理学深邃奥秘的向往，期待着能够触碰到那些抽象概念背后的真实触感。书的装帧古朴而沉静，散发着一种学术的厚重感，让人不由自主地产生敬畏。我尤其对书名中“统计”二字感到好奇，它暗示着一种将宏观现象与微观粒子行为联系起来的强大工具，这与我过去对热力学宏观唯象描述的理解形成了鲜明对比。我猜想，书中会详尽地解析配分函数，解释熵是如何从微观的概率分布中涌现，以及能量在不同量子态上的分配规律。我期待能看到如何通过统计力学的语言，来理解气体的压强、温度的本质，甚至更为复杂的相变过程。这种将海量粒子运动的混沌景象，提炼出清晰、可预测的宏观规律的能力，对我来说具有极大的吸引力。我希望能在这个过程中，不仅仅是学习公式，更能培养一种全新的、微观层面的直觉，去“看”见原子和分子的舞蹈，感受它们如何共同谱写出我们日常所见的物理世界。书页间的排版清晰，公式的推导似乎严谨而有条理，这让我对内容的深度和专业性充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

选择这本《统计热力学》，更多的是出于一种对理论物理严谨性的追求。我过去的学习经验告诉我，很多看似复杂的物理现象，都可以通过一套自洽的理论体系来解释。而“统计”这个词，预示着这本书将为我提供一种全新的视角，去理解那些由大量粒子组成的系统的宏观行为。我希望书中能够清晰地阐述基本假设，比如孤立系统的微观状态等概率分布，以及这些假设是如何导向我们熟知的热力学定律的。我特别想弄清楚，为什么熵在宏观上表现为一种不可逆的趋势，而在微观上却是粒子随机运动的结果。书中关于自由能的定义和性质，对我来说是理解化学平衡和相变的关键。我期待能够从书中学习到如何运用自由能来预测一个系统在不同条件下达到平衡时的状态，以及发生相变所需的条件。如果书中能有一些关于统计力学在现代物理学中的应用的例子，比如在黑洞热力学、宇宙学或者凝聚态物理中的研究，那将进一步拓宽我的视野，让我看到这些抽象理论的强大生命力。

评分☆☆☆☆☆

很好的一本书，物流速度也很快。

评分☆☆☆☆☆

刚入门有点难

评分☆☆☆☆☆

还没看完，不过外观精美，就算内容不属上乘也值得珍藏

评分☆☆☆☆☆

活动买的，比较划算。

评分☆☆☆☆☆

书不错。很干净。内容就不说了，买的就是它。

评分☆☆☆☆☆

经典的书籍，需要抽时间慢慢品味。温故而知新，有时间的话还需要多看几遍。如果想从量变达到质变，必须有一点一滴积累的过程。

评分☆☆☆☆☆

很好的，京东物流快

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经典著作，还在学习中

评分☆☆☆☆☆

活动时买的，还是挺划算的，给个好评！