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第一部分 热力学 3

第1章 平衡与状态量 3

引言 3

系统、相以及状态量 4

平衡与温度——热力学第零定律 6

理想气体分子运动论 9

压强、功和化学势 11

热与热容量 14

实际气体的状态方程 15

比热 17

状态的变化——可逆与不可逆过程 19

恰当微分与非恰当微分、线积分 21

第2章 热力学定律 28

第一定律 28

卡诺过程和熵 31

熵和热力学第二定律 34

插入：熵及第二定律的微观解释 36

整体与局域平衡 42

热机 43

欧拉方程与吉布斯-杜哈姆关系 48

吉布斯相律 52

第3章 相变和化学反应 52

相平衡与麦克斯韦等面积法则 56

质量作用定律 59

热力学定律的应用 67

第4章 热力学势 70

熵极大原理 70

熵和内能作为热力学势的函数 71

勒让德变换 73

自由能 76

焓 79

自由焓 83

巨位势 88

所有变量的变换 89

麦克斯韦关系式 89

雅可比变换 95

热力学稳定性 98

第二部分 统计力学 101

第5章 微观状态数Ω与熵S 101

基础 101

相空间 102

熵的统计定义 105

吉布斯佯谬 108

量子力学计算Ω 111

相空间密度、各态历经假设 117

第6章 系综理论及微正则系综 117

刘维定理 119

微正则系统 121

熵作为一个系综平均值 123

不确定函数 124

第7章 正则系综 131

吉布斯校正因子的普遍基础 135

无相互作用的粒子组成的系统 140

用系综平均计算可观察量 146

微正则系综与正则系综之间的联系 154

涨落 158

维里定理与能均分原理 160

进一步了解：正则系综作为所有可能分布的平均值 165

第8章 玻尔兹曼统计的应用 172

玻尔兹曼统计中的量子系统 172

顺磁质 177

两能级系统中的负温度 184

具有内部自由度的气体 186

相对论理想气体 193

第9章 巨正则系综 199

巨正则系综的涨落 206

基础 213

第10章 密度算符 213

第三部分 量子统计 213

纯态与混合态 216

密度矩阵的性质 220

量子统计的密度算符 223

第11章 多粒子波函数的对称性质 236

第12章 理想量子系统的巨正则描述 246

第13章 理想玻色气体 260

超相对论玻色气体 269

第14章 理想费米气体 282

简并的费米气体 287

补充：自然单位 318

在大爆炸以及重离子碰撞中的夸克-胶子等离子体 321

第15章 相对论玻色气体与费米气体的应用 321

第四部分 实际气体和相变 333

第16章 实际气体 333

吸收理论：迈尔的集团展开 336

维里展开 344

第17章 相变的分类 346

对应态定律 351

临界指数 353

相变举例 354

第18章 伊辛和海森伯模型 364

索引 381