热力学统计物理学B课程教学大纲Word文档下载推荐.docx
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后续课程固体物理需要用到热力学与统计物理部分概率和知识。
(四)教材与主要参考书。
选用教材:
热力学•统计物理(第四版);
作者:
汪志诚;
出版日期:
2008年12月;
出版社:
高等教育出版社;
获奖情况:
1995年获国家教委全国优秀教材一等奖;
使用情况:
教材结构框架清晰,内容丰富,前沿进展在教材相关部分有重要体现。
参考书目:
王竹溪,《热力学简程》,高教出版社,1964
王竹溪,《统计物理学导论》,第二版,高教出版社,1965
龚昌德,《热力学与统计物理学》,,高教出版社,1982
苏汝铿,《热力学与统计物理基础》,,复旦大学出版社,1990
LandauL.D.andLifshitzE.M.,StatisticalPhysics,PergamonPress,1958.
ReifF.,FundamentalofStatisticalandThermalPhysics,McGrawHillBookCompany,1965
L.E.雷克著,黄昀等校译,统计物理现代教程,上册,北京大学出版社
二、课程内容与安排
绪论
第一章
热力学的基本规律
1.1热力学系统的平衡状态及其描述;
1.2热平衡定律和温度;
1.3物态方程;
1.4准静态过程及其功表达式;
1.5内能、热量和热力学第一定律;
1.6热容量和焓;
1.7理想气体的内能;
1.8理想气体的绝热过程;
1.9理想气体的卡诺循环;
1.10热力学第二定律;
1.11卡诺定律;
1.12热力学温标;
1.13克劳修斯等式和不等式;
1.14熵和热力学基本方程;
1.15理想气体的熵;
1.16热力学第二定律的普遍表述;
1.17熵增加原理的简单应用。
第二章
均匀系统的热力学性质
2.1内能、焓、自由能和吉布斯函数的全微分;
2.2麦氏关系及其应用;
2.3气体的节流过程和绝热过程;
2.4基本热力学函数的确定;
2.5特性函数;
2.6平衡辐射热力学;
2.7磁介质热力学;
2.8低温的获得。
第三章
单元系的相变
3.1热动平衡判据;
3.2开系的热力学基本方程;
3.3单元系的复相平衡条件;
3.4单元复相系的平衡性质;
3.5临界点和气液两相的转变;
3.6液滴的形成;
3.7相变的分类;
3.8临界现象和临界指数;
3.9朗道连续相变理论。
第四章
多元系的复相平衡和化学平衡
4.1多元系的热力学函数和热力学方程;
4.2多元系的复相平衡条件;
4.3吉布斯相律;
4.4二元系相图举例;
4.5化学平衡条件;
4.6混合理想气体的性质;
4.7理想气体的化学平衡;
4.8热力学第三定律。
第五章
不可逆过程热力学简介
5.1局域熵产生率;
5.2昂萨格关系;
5.3温差电现象。
第六章
近独立粒子的最概然分布
6.1粒子运动状态的经典描述;
6.2粒子运动状态的量子描述;
6.3系统微观运动状态的描述;
6.4等概率原理;
6.5分布和微观状态;
6.6玻耳兹曼分布;
6.7玻色分布和费米分布;
6.8三种分布的关系。
第七章
玻耳兹曼统计
7.1热力学量的统计表达式;
7.2理想气体的物态方程;
7.3麦克斯韦速度分布率;
7.4能量均分定理;
7.5理想气体的内能和热容量;
7.6理想气体的熵;
7.7固体热容量的爱因斯坦理论;
7.8顺磁性固体;
7.9负温度状态。
第八章
玻色统计和费米统计
8.1热力学量的统计表达式;
8.2弱简并玻色气体和费米气体;
8.3光子气体;
8.4玻色—爱因斯坦凝聚;
8.5金属中的自由电子气体;
8.6简并理想费米气体;
8.7准二维电子气体与量子霍尔效应。
第九章
系综理论
9.1相空间刘维尔定理;
9.2微正则分布;
9.3微正则分布的热力学关系式;
9.4正则分布;
9.5正则分布的热力学关系式;
9.6实际气体的物态方程;
9.7固体热容量;
9.8液He的性质和朗道超流理论;
9.9铁磁性的平均场理论;
§
9.10巨正则分布;
9.11巨正则分布的热力学关系式;
9.12巨正则分布的简单应用。
第十章
涨落理论
10.1涨落的准热力学理论;
10.2临界点附近的涨落和关系;
10.3布朗运动理论;
10.4布朗运动的时间关联函数。
第十一章
非平衡态的统计理论
11.1玻耳兹曼方程的弛豫时间近似;
11.2气体粘滞现象;
11.3金属电导率;
11.4玻耳兹曼积分微分方程;
11.5H定理;
11.6细致平衡原理与平衡态的分布函数。
(一)教学方法与学时分配
绪论(2学时)
近独立粒子的最概然分布------------------------(共6学时)
6.1粒子运动状态的经典描述
6.2粒子运动状态的量子描述
6.3系统微观运动状态的描述
6.4等概率原理-----------------------------------------2学时
6.5分布和微观状态
6.6玻耳兹曼分布---------------------------------------2学时
6.7玻色分布和费米分布
6.8三种分布的关系-------------------------------------2学时
玻耳兹曼统计-----------------------------------(共8学时)
7.1热力学量的统计表达式
7.2理想气体的物态方程
7.3麦克斯韦速度分布率---------------------------------2学时
7.4能量均分定理
7.5理想气体的内能和热容量-----------------------------2学时
7.6理想气体的熵
7.7固体热容量的爱因斯坦理论---------------------------2学时
7.8顺磁性固体
7.9负温度状态-----------------------------------------2学时
玻色统计和费米统计-----------------------------(共8学时)
8.1热力学量的统计表达式
8.2弱简并玻色气体和费米气体---------------------------2学时
8.3光子气体
8.4玻色——爱因斯坦凝聚-------------------------------2学时
8.5金属中的自由电子气体
8.6简并理想费米气体简例
8.7准二维电子气体与量子霍尔效应-----------------------2学时
热力学的基本规律------------------------------(共10学时)
1.1热力学系统的平衡状态及其描述
1.2热平衡定律和温度-----------------------------------2学时
1.3物态方程
1.4准静态过程及其功的表达式
1.5内能、热量及热力学第一定律--------------------------2学时
1.6热容量和焓
1.7理想气体的内能
1.8理想气体的绝热过程
1.9理想气体的卡诺循环---------------------------------2学时
1.10热力学第二定律
1.11卡诺定律
1.12热力学温标
1.13克劳修斯等式和不等式------------------------------2学时
1.14熵和热力学基本方程
1.15理想气体的熵
1.16热力学第二定律的普遍表述
1.17熵增加原理及其应用--------------------------------2学时
均匀系统的热力学性质---------------------------(共6学时)
2.1内能、焓、自由能和吉布斯函数的全微分
2.2麦氏关系及其应用
2.3气体的节流过程和绝热过程---------------------------2学时
2.4基本热力学函数的确定
2.5特性函数-------------------------------------------2学时
2.6平衡辐射热力学
2.7磁介质热力学
2.8低温的获得-----------------------------------------2学时
单元系的相变-----------------------------------(共8学时)
3.1热动平衡判据
3.2开系的热力学基本方程
3.3单元系的复相平衡条件-------------------------------2学时
3.4单元复相系的平衡性质
3.5临界点和气液两相的转变-----------------------------2学时
3.6液滴的形成
3.7相变的分类-----------------------------------------2学时
3.8临界现象和临界指数
3.9朗道连续相变理论-----------------------------------2学时
多元系的复相平衡和化学平衡--------------------(共6学时)
4.1多元系的热力学函数和热力学方程
4.2多元系的复相平衡条件
4.3吉布斯相律-----------------------------------------2学时
4.4二元系相图举例
4.5化学平衡条件
4.6混合理想气体的性质---------------------------------2学时
4.7理想气体的化学平衡
4.8热力学第三定律-------------------------------------2学时
不可逆过程热力学简介---------------------------(共2学时)
5.1局域熵产生率
5.2昂萨格关系
5.3温差电现象-----------------------------------------2学时
系综理论------------------------------------
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- 热力学 统计物理学 课程 教学大纲