热力学统计物理( Thermodynamics& Statistical Physics)(I) 周学时:3学分:3 课程性质:物理系理论物理基础课程 预修课程:普通物理 教学目的和要求:使学生掌握本学科的基本概念、原理和理论方法,并结合实际应用,对其 研究问题的一些公认的、成熟的进展有所了解,从统计本质上,进一步提升对热现象、热运 动规律的认识,培养科学思维和创新精神。 参考教材 1.汪志诚,《热力学·统计物理》(第三版),高等教育出版社,2003年 2.苏如铿,《统计物理学》(第二版),高等教育出版社,2004年; 3.E.瑞夫,《统计物理学》(《伯克利物理学教程》第五卷),科学出版社,1983年 4. P. K. Pathria, Statistical Mechanics( Second Edition), Elsevier( Singapore )Pte. Ltd, 2003 教学内容和基本要求 热力学部分(共18课时) 热力学的基本规律(6课时) 内容: 热力学基本概念,热力学第一定律,热力学第二定律,熵和熵增加原理,热力学 基本方程,热力学第三定律,典型应用举例。 要求: 概念:平衡态,宏观状态参量,态函数,温度,物态方程,准静态过程,内能, 可逆和不可逆过程,熵 原理:热力学第一定律,热力学第二定律,热力学第三定律; 应用:计算准静态过程功、热量和不可逆过程熵变。 二.均匀物质的热力学性质(7课时) 内容 基本热力学函数,麦氏关系及其应用,特性函数,典型应用举例 要求 概念:焓、自由能和吉布斯函数,特性函数 应用:由基本热力学关系和麦氏关系导出其他热力学性质和关系。 三,相平衡(5课时 内容 热动平衡条件,开放系的热力学基本方程,单元系和多元系复相平衡,相变,典 型应用举例
热力学·统计物理（Thermodynamics & Statistical Physics）（Ⅰ） 周学时：3 学分：3 课程性质：物理系理论物理基础课程 预修课程：普通物理 教学目的和要求：使学生掌握本学科的基本概念、原理和理论方法，并结合实际应用，对其 研究问题的一些公认的、成熟的进展有所了解，从统计本质上，进一步提升对热现象、热运 动规律的认识，培养科学思维和创新精神。 参考教材： 1. 汪志诚，《热力学·统计物理》（第三版），高等教育出版社，2003 年； 2. 苏如铿，《统计物理学》（第二版），高等教育出版社，2004 年； 3. E. 瑞夫，《统计物理学》（《伯克利物理学教程》第五卷），科学出版社，1983 年； 4. P. K. Pathria，Statistical Mechanics（Second Edition），Elsevier（Singapore）Pte. Ltd.，2003． 教学内容和基本要求： 热力学部分（共 18 课时） 一．热力学的基本规律（6 课时） 内容： 热力学基本概念，热力学第一定律，热力学第二定律，熵和熵增加原理，热力学 基本方程，热力学第三定律，典型应用举例。 要求： 概念：平衡态，宏观状态参量，态函数，温度，物态方程，准静态过程，内能， 可逆和不可逆过程，熵； 原理：热力学第一定律，热力学第二定律，热力学第三定律； 应用：计算准静态过程功、热量和不可逆过程熵变。 二．均匀物质的热力学性质（7 课时） 内容： 基本热力学函数，麦氏关系及其应用，特性函数，典型应用举例。 要求： 概念：焓、自由能和吉布斯函数，特性函数； 应用：由基本热力学关系和麦氏关系导出其他热力学性质和关系。 三．相平衡（5 课时） 内容： 热动平衡条件，开放系的热力学基本方程，单元系和多元系复相平衡，相变，典 型应用举例
要求: 概念:巨热力学势,相变及其分类 原理:热动平衡判据,开放系的热力学基本方程,复相系的热学、力学和相平衡 条件,平衡稳定性条件; 应用:气液相变等实际问题。 统计物理部分(共30课时 四.统计分布(15课时) 内容: 微观状态和分布,近独立粒子的玻耳兹曼分布,能均分定理,热力学公式,典型 应用举例 要求 概念:粒子运动状态、系统微观状态和宏观分布之间的区别和联系,玻耳兹曼、 玻色和费米系统的宏观分布所对应的微观状态数 原理:等概率原理,及由此导出的近独立粒子的玻耳兹曼分布与相应热力学量统 计表达式,经典统计的能均分定理 应用:理想气体的经典统计理论,固体热容量 五.量子统计法(10课时) 内容: 玻色与费米分布,金属自由电子气,光子气体,玻色一爱因斯坦凝结。 要求: 原理:近独立粒子的玻色与费米分布及相应热力学量统计表达式 应用:金属自由电子气的统计理论,光子气体统计理论,玻色一爱因斯坦凝结 六.非平衡态统计物理简介(5课时) 玻耳兹曼方程,气体的粘滞现象。 要求: 原理:玻耳兹曼方程的弛豫时间近似; 应用:气体粘滞现象的非平衡态统计诠释
要求： 概念：巨热力学势，相变及其分类； 原理：热动平衡判据，开放系的热力学基本方程，复相系的热学、力学和相平衡 条件，平衡稳定性条件； 应用：气液相变等实际问题。 统计物理部分（共 30 课时） 四．统计分布（15 课时） 内容： 微观状态和分布，近独立粒子的玻耳兹曼分布，能均分定理，热力学公式，典型 应用举例。 要求： 概念：粒子运动状态、系统微观状态和宏观分布之间的区别和联系，玻耳兹曼、 玻色和费米系统的宏观分布所对应的微观状态数； 原理：等概率原理，及由此导出的近独立粒子的玻耳兹曼分布与相应热力学量统 计表达式，经典统计的能均分定理； 应用：理想气体的经典统计理论，固体热容量。 五．量子统计法（10 课时） 内容： 玻色与费米分布，金属自由电子气，光子气体，玻色－爱因斯坦凝结。 要求： 原理：近独立粒子的玻色与费米分布及相应热力学量统计表达式； 应用：金属自由电子气的统计理论，光子气体统计理论，玻色－爱因斯坦凝结。 六．非平衡态统计物理简介（5 课时） 内容： 玻耳兹曼方程，气体的粘滞现象。 要求： 原理：玻耳兹曼方程的弛豫时间近似； 应用：气体粘滞现象的非平衡态统计诠释