"热力学·统计物理"的书摘……
本书第三版保持第二版的体系结构,重新改写了某些章节,增删了部分内容,并对一些不足.不妥之处进行了补充修改..
全书共11章,其中热力学部分5章,统计物理学部分6章.国内外热力学统计物理的本科教材,讲述上有不同的体系结构.例如,关于热力学与统计物理学的关系,是将热力学建立在统计物理学的基础上把二者统为一体,还是分开讲述,经典统计与量子统计的关系,是按历史发展的顺序先讲经典统计再讲量子统计,还是以量子统计为主而将经典统计作为量子统计的经典极限,概率法与系综法是否独立讲述,等等.编者在兰州大学讲授热统课多年,也作过各种尝试.从完全按历史发展的顺序讲热力学.气体分子动理论.经典统计.量子统计到将热力学建立在统计物理学的基础上把二者统为一体.将经典统计作为量子统计的极限,都作过尝试.在反复实践的基础上,我们体会到不同的体系各有其长处和短处,需要全面考虑.选择一个适当的体系.将热力学和统计物理学统为一体的长处是从一开始就可以使学生对热力学的统计本质有深入的理解,强调物质的原子本性更符合现代物理学工作者的思维方式.但是这种讲法不免冲淡了热力学简明的逻辑推理,不利于初学者对唯象方法的掌握.鉴于热力学作为一门基础科学今天仍然具有根本意义(不可逆过程热力学的进展是一个明显的例子),本书仍将热力学与统计物理学分开讲述而力图注意二者的前后呼应.按历史发展的顺序先讲经典统计再讲量子统计适应我国热统课先于量子力学课的教学安排,并可对经典统计的成功与失败提供完整的图象.经典统计的失败是建立量子理论的背景之一,初学者对此有所了解是适宜的.这种讲法的短处是,某些概念(例如微观状态数.能级对外参量的依赖关系等)在量子统计的表述较经典统计的表述要来得明白易懂,而且经典统计与量子统计的统计方法相同,分开讲述不免有所重复.占用较多的学时.本书将经典统计与量子统计并列讲述,我们感到这种处理既可适应课程安排.节省学时,更重要的是可以突出经典统计与量子统计的对比.虽然系综法是普遍理论.概率法仅适用于近独立粒子系统,由于处理互作用粒子系统的复杂性,在实际应用中概率法也是使用很广的.我们感到二者独立讲述思路清晰.方法单纯,利于初学者的掌握...
热力学统计物理是在19世纪40年代到20世纪20年代奠定其理论基础的.其后在概念.理论方法和实际应用上都有许多重要进展.我们感到可以将其中某些内容适当地编入热统教材.基于这一考虑,我们在§2.8讲述获得低温的方法时介绍了3He/4He稀释致冷和激光致冷,在第五章讲述了非线性不可逆过程热力学,并以三分子模型为例介绍了耗散结构的概念,对临界现象在§3.9和§10.2分别讲述了朗道连续相变理论和临界点附近涨落与关联的理论,介绍了临界乳光理论,在§8.3介绍了玻色爱因斯坦凝聚的新进展,在§8.5讲述金属自由电子气体时介绍了其多电子理论背景,§8.7介绍了二维电子气体和量子霍尔效应,在§9.7和§9.8分别以固体的声子和液He的声子.旋子为例介绍了元激发和准粒子的概念,在§10.5以光学粘胶.多普勒致冷和磁光陷阱为例讲述了朗之万方程的应用,等等.在正文和习题中还介绍了某些进一步的进展或应用.我们希望这些也许有助于加深学生对基本内容的理解.开阔学生的视野.引起学生的兴趣并有利于科学思维的培养.
目前国内物理专业热统课的学时一般在70左右.本书的内容显得多了些.教师在使用本书时请根据实际情况作适当的增删,书中有些章节可以留给学生自由阅读.
从1980年本书第一版出版,至今20年了.在编写和两次修订本书的过程中,得到许多同行的关心.支持和帮助.在这里不可能一一加以列举.编者特别感谢北京大学赵凯华.章立源.林宗涵.黄昀,南京大学龚昌德,武汉大学熊吟涛,北京师范大学杨展如,首都师范大学李申生,中国科技大学郑久仁,安徽大学缪胜清和中科院理论物理所朱重远.半导体所王炳桑等教授所给予的支持和帮助.感谢徐躬耦教授和段一士教授对编写工作的一贯关心和支持.黄昀教授和郑久仁教授审阅了第三版书稿,提出了宝贵的意见,在第三版修订过程中,国家教委重点教材建设管理委员会和兰州大学各级领导给予了大力支持,编者在此表示衷心的感谢.
王竹溪先生是我国热力学统计物理教学的奠基人.他的著作哺育了我国几代学子.编者早年在北京大学求学时有幸亲聆王先生讲授热统课,后来在长期的热统教学中又以他的著作为教材,得益良多.在完成本书之际,谨表示对王竹溪先生的深切怀念.
编者水平有限,书中错误和不足不妥之处在所难免,欢迎读者赐正....
编者
2000年11月于兰州大学