《热力学与统计物理学（I）》课程教学大纲（英文名称thermodynamicsandstatisticalphysics（I））一、课程概况课程名称：热力学与统计物理学（I）课程代码：08200160课程性质：专业必修课程【核心课】课程学分：3学分预修课程：热学、概率论与数理统计后续课程：固体物理学开课学期：第5学期课程学时：54学时（理论总学时/实践总学时：54/0）课程周学时：4学时（理论学时/实践学时：4/0）考核方式：闭卷笔试、平时考核相结合课程负责人：高天附、范黎明二、课程目标课程目标1：理解《热力学与统计物理学（I）》的基本概念和基础理论知识。学生能够应用热力学基本定律、热力学函数分析简单热现象问题。能够应用平衡稳定性条件分析系统的状态。理解单元系相变的特点、平衡条件、吉布斯相律和化学平衡条件。理解统计物理的微观机制。学生能够根据玻尔兹曼统计、玻色统计和费米统计进行理论评价。课程目标2：了解《热力学与统计物理学（I）》的发展前沿以及在实际应用中的重要进展。了解热力学与统计物理学的基本理论在生产生活和前沿科技中的广泛应用。拓展学生的科学视野，激发学生的爱国情怀，培养学生的科学精神及高尚的师德。课程目标3：理解热力学和统计物理的基本定律、基本原理和研究方法。培养学生自主学习能力和自我反思能力。学生能够应用热力学和统计物理理论进行中学物理教学
《热力学与统计物理学（Ⅰ）》课程教学大纲 （英文名称 thermodynamics and statistical physics（Ⅰ）） 一、课程概况 课程名称：热力学与统计物理学（Ⅰ） 课程代码：08200160 课程性质：专业必修课程【核心课】 课程学分：3 学分 预修课程：热学、概率论与数理统计 后续课程：固体物理学 开课学期：第 5 学期 课程学时：54 学时（理论总学时/实践总学时：54/0） 课程周学时：4 学时（理论学时/实践学时：4/0） 考核方式：闭卷笔试、平时考核相结合 课程负责人：高天附、范黎明 二、课程目标 课程目标 1：理解《热力学与统计物理学（Ⅰ）》的基本概念和基础理论知 识。学生能够应用热力学基本定律、热力学函数分析简单热现象问题。能够应用 平衡稳定性条件分析系统的状态。理解单元系相变的特点、平衡条件、吉布斯相 律和化学平衡条件。理解统计物理的微观机制。学生能够根据玻尔兹曼统计、玻 色统计和费米统计进行理论评价。 课程目标 2：了解《热力学与统计物理学（Ⅰ）》的发展前沿以及在实际应 用中的重要进展。了解热力学与统计物理学的基本理论在生产生活和前沿科技中 的广泛应用。拓展学生的科学视野，激发学生的爱国情怀，培养学生的科学精神 及高尚的师德。 课程目标 3：理解热力学和统计物理的基本定律、基本原理和研究方法。培 养学生自主学习能力和自我反思能力。学生能够应用热力学和统计物理理论进行 中学物理教学
课程目标4：通过应用热力学定律以及应用玻尔兹曼统计、玻色统计和费米统计分析实际问题的探究过程，培养学生创新能力及批判性思维。学生在学习热统过程中能够通过学习共同体实现与同伴、教师进行有效的沟通与合作，培养学生的团队协作精神。三、课程目标与毕业要求的关系1.课程目标与毕业要求的对应关系毕业要求课程目标毕业要求分解指标点1-1践行社会主义核心价值观，增进对中国特色社会主义的思想师德规范认同、政治认同、理论认同和情感认同，贯彻党的教育方针，以课程目标2立德树人为已任。3-2深入理解物理学学科知识的基本思想、方法和完整的物理学课程目标1体系，形成科学的学科观。学科素养3-3深入把握学科知识体系的发展历史和前沿，拓展专业视野。课程目标28-1重视自身的物理学专业发展规划，并养成自主学习的习惯，课程目标3具有自我管理能力，形成终身学习的意识。课程目标4自主学习8-2了解中学物理教育专业发展核心内容和发展阶段路径，能够课程目标3结合中学物理教学发展方向制订自身学习和专业发展规划。11-1理解学习共同体的特点和价值，了解学习共同体在教学过沟通合作程中的重要作用；掌握团队协作的相关知识与技能，具有团队协课程目标4作活动的体验，具备良好的团队协作精神。2.课程目标与毕业要求的矩阵关系图师德规范沟通合作学科素养自主学习课程目标1-13-311-13-28-18-2课程目标1HLL课程目标2M课程目标3MMM课程目标4四、课程教学内容与课程目标的对应关系章次内容支撑课程目标
课程目标 4：通过应用热力学定律以及应用玻尔兹曼统计、玻色统计和费米 统计分析实际问题的探究过程，培养学生创新能力及批判性思维。学生在学习热 统过程中能够通过学习共同体实现与同伴、教师进行有效的沟通与合作，培养学 生的团队协作精神。 三、课程目标与毕业要求的关系 1.课程目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 毕业要求分解指标点 课程目标 师德规范 1-1 践行社会主义核心价值观，增进对中国特色社会主义的思想 认同、政治认同、理论认同和情感认同，贯彻党的教育方针，以 立德树人为己任。 课程目标 2 学科素养 3-2 深入理解物理学学科知识的基本思想、方法和完整的物理学 体系，形成科学的学科观。 课程目标 1 3-3 深入把握学科知识体系的发展历史和前沿，拓展专业视野。 课程目标 2 自主学习 8-1 重视自身的物理学专业发展规划，并养成自主学习的习惯， 具有自我管理能力，形成终身学习的意识。 课程目标 3 课程目标 4 8-2 了解中学物理教育专业发展核心内容和发展阶段路径，能够 结合中学物理教学发展方向制订自身学习和专业发展规划。 课程目标 3 沟通合作 11-1 理解学习共同体的特点和价值，了解学习共同体在教学过 程中的重要作用；掌握团队协作的相关知识与技能，具有团队协 作活动的体验，具备良好的团队协作精神。 课程目标 4 2. 课程目标与毕业要求的矩阵关系图 课程目标 师德规范 学科素养 自主学习 沟通合作 1-1 3-2 3-3 8-1 8-2 11-1 课程目标 1 H 课程目标 2 L L 课程目标 3 M M 课程目标 4 M M 四、课程教学内容与课程目标的对应关系 章次 内容 支撑课程目标
热力学的基本规律课程目标1、2、3、三课程目标1、2、4均匀物质的热力学性质三单元系的相变课程目标1、2、3六近独立粒子的最概然分布课程目标1、2七玻耳兹曼统计课程目标1、3、4八玻色统计和费米统计课程目标1、2、3、4五、教学方式（一）课堂讲授+线上自主学习本课程结合多媒体现代教学手段，采用线上线下混合式教学，积极鼓励学生利用线上超星泛雅网络教学平台自主学习。通过设置自学环节，使得课程的改革和教学实施建立在现代教育技术平台之上，并培养学生的整体学习意识和自主探究能力。在课堂教学中，按照“精讲”和“自学”相结合的原则实施教学。通过讲授法、问题导引法、讨论法等向学生展示统计物理学的逻辑体系及应用范畴。线上课程资源中设置的自主学习环节，不仅可以把本科生的自主探究融入到课程教学中，从理论和实践两个方面培养学生的能力，还丰富了热统前沿知识的讲授。从而培养学生分析、解决问题的能力，全面提高学生的科学素养。（二）课堂讨论对本课程中的重要内容，布置课外学习任务，通过查阅文献，了解热力学与统计物理学与其他各学科的联系，并了解相应的知识和处理问题的方法，学生能在课堂中交流讨论。（三）课后作业布置课后习题作业，以巩固课堂学习内容，全部批改并对反馈的问题进行讲评或让学生对作业进行思路讲解、讨论。布置课后自主学习作业，让学生了解热热力学与统计物理学的基本理论在生产生活和前沿科技中的广泛应用，并对已学习的内容梳理总结、反思，理解热力学与统计物理学与中学物理的内涵联系。六、教学内容及学时分配（一）教学内容与学时分配
一 热力学的基本规律 课程目标 1、2、3、 二 均匀物质的热力学性质 课程目标 1、2、4 三 单元系的相变 课程目标 1、2、3 六 近独立粒子的最概然分布 课程目标 1、2 七 玻耳兹曼统计 课程目标 1、3、4 八 玻色统计和费米统计 课程目标 1、2、3、4 五、教学方式 （一）课堂讲授+线上自主学习 本课程结合多媒体现代教学手段，采用线上线下混合式教学，积极鼓励学生 利用线上超星泛雅网络教学平台自主学习。通过设置自学环节，使得课程的改革 和教学实施建立在现代教育技术平台之上，并培养学生的整体学习意识和自主探 究能力。在课堂教学中，按照“精讲”和“自学”相结合的原则实施教学。 通过讲授法、问题导引法、讨论法等向学生展示统计物理学的逻辑体系及应 用范畴。线上课程资源中设置的自主学习环节，不仅可以把本科生的自主探究融 入到课程教学中，从理论和实践两个方面培养学生的能力，还丰富了热统前沿知 识的讲授。从而培养学生分析、解决问题的能力，全面提高学生的科学素养。 （二）课堂讨论 对本课程中的重要内容，布置课外学习任务，通过查阅文献，了解热力学与 统计物理学与其他各学科的联系，并了解相应的知识和处理问题的方法，学生能 在课堂中交流讨论。 （三）课后作业 布置课后习题作业，以巩固课堂学习内容，全部批改并对反馈的问题进行讲 评或让学生对作业进行思路讲解、讨论。布置课后自主学习作业，让学生了解热 热力学与统计物理学的基本理论在生产生活和前沿科技中的广泛应用，并对已学 习的内容梳理总结、反思，理解热力学与统计物理学与中学物理的内涵联系。 六、教学内容及学时分配 （一）教学内容与学时分配
各章教学内容与学时分配表章次内容总课时理论课时热力学的基本规律8-8二88均匀物质的热力学性质单元系的相变三1010六近独立粒子的最概然分布88玻耳兹曼统计七1010八玻色统计和费米统计1010总课时数中含8课时的习题课、课堂讨论内容，根据教学内容和进度与理论讲授穿插进行。（二）教学内容纲要第一章热力学的基本规律（8学时）1.教学目的与要求本章在复习热力学的基本概念和热力学过程所满足的规律的基础上，加深对热力学规律热力学第零定律、热力学第一定律，热力学第二定律）的认识。理解物态方程的概念和几种热力学系统的物态方程，理解内能、恰、摘、自由能和吉布斯函数的物理意义。掌握热力学第二定律的数学表示方法以及增加原理的物理意义，重点掌握如何通过熵函数判断过程的方向，如何求不可逆过程的熵变。2.主要教学内容第一节热力学若干基本概念物态方程（2学时）教学重点：对孤立系统、热力学平衡态、热平衡定律的理解：掌握常见的几种物态方程形式：能够运用物态方程解决一些实际问题。教学难点：热平衡定律的理解，物态方程的应用。第二节热力学第一定律恰理想气体的内能（1学时）教学重点：热力学第一定律的理解：恰的定义：热机效率的计算。教学难点：理想气体内能的理解。第三节热力学第二定律卡诺定理（1学时）教学重点：热力学第二定律的理解：卡诺定理及其推论
各章教学内容与学时分配表 章次 内 容 总课时 理论课时 一 热力学的基本规律 8 8 二 均匀物质的热力学性质 8 8 三 单元系的相变 10 10 六 近独立粒子的最概然分布 8 8 七 玻耳兹曼统计 10 10 八 玻色统计和费米统计 10 10 总课时数中含 8 课时的习题课、课堂讨论内容，根据教学内容和进度与理论讲授穿插进行。 （二）教学内容纲要 第一章 热力学的基本规律（8 学时） 1.教学目的与要求 本章在复习热力学的基本概念和热力学过程所满足的规律的基础上，加深对热力学规律 (热力学第零定律、热力学第一定律，热力学第二定律)的认识。 理解物态方程的概念和几 种热力学系统的物态方程，理解内能、焓、熵、自由能和吉布斯函数的物理意义。掌握热力 学第二定律的数学表示方法以及熵增加原理的物理意义，重点掌握如何通过熵函数判断过程 的方向，如何求不可逆过程的熵变。 2.主要教学内容 第一节 热力学若干基本概念 物态方程（2学时） 教学重点：对孤立系统、热力学平衡态、热平衡定律的理解；掌握常见的几 种物态方程形式；能够运用物态方程解决一些实际问题。 教学难点：热平衡定律的理解，物态方程的应用。 第二节 热力学第一定律 焓 理想气体的内能（1学时） 教学重点：热力学第一定律的理解；焓的定义；热机效率的计算。 教学难点：理想气体内能的理解。 第三节 热力学第二定律 卡诺定理（1学时） 教学重点：热力学第二定律的理解；卡诺定理及其推论
教学难点：热力学温标的理解。第四节克劳修斯不等式摘热力学基本方程（1学时）教学重点：理解克劳修斯等式和不等式：态函数炳的定义：掌握热力学第二定律的数学表述以及热力学基本方程形式。教学难点：克劳修斯等式和不等式的理解，摘增加原理物理意义的理解。第五节理想气体的摘及应用（2学时）教学重点：掌握理想气体摘的表达式：变的计算。教学难点：如何求不可逆过程的摘变。第六节自由能和吉布斯函数（1学时）教学重点：自由能和吉布斯函数的定义及其判据、最大功原理。教学难点：最大功原理的理解。第二章均匀物质的热力学性质（8学时）1、教学目的与要求本章介绍热力学的一个重要方面，即如何从热力学基本微分方程出发，通过数学推演出系统各种平衡性质的相互关系。要求掌握气体的节流过程和绝热膨胀过程，理解平衡辐射场的热力学性质，掌握特性函数及其基本微分方程和麦克斯韦关系，并运用麦氏关系证明热力学关系，会求系统的基本热力学函数。2.主要教学内容第一节内能、、自由能和吉布斯函数的全微分（1学时）教学重点：掌握内能、恰、自由能和吉布斯函数的全微分，会推导麦氏关系。教学难点：麦氏关系的证明。第二节麦氏关系的简单应用（1学时）教学重点：运用麦氏关系推导能态方程和恰态方程。教学难点：麦氏关系的应用。第三节气体的节流过程和绝热膨胀过程（2学时）教学重点：掌握气体节流过程的特点，理解气体准静态绝热膨胀过程，教学难点：T-P图像中等恰线的理解
教学难点：热力学温标的理解。 第四节 克劳修斯不等式 熵 热力学基本方程（1学时） 教学重点：理解克劳修斯等式和不等式；态函数熵的定义；掌握热力学第二 定律的数学表述以及热力学基本方程形式。 教学难点：克劳修斯等式和不等式的理解，熵增加原理物理意义的理解。 第五节 理想气体的熵及应用（2学时） 教学重点：掌握理想气体熵的表达式；熵变的计算。 教学难点：如何求不可逆过程的熵变。 第六节 自由能和吉布斯函数（1学时） 教学重点：自由能和吉布斯函数的定义及其判据、最大功原理。 教学难点：最大功原理的理解。 第二章 均匀物质的热力学性质（8 学时） 1. 教学目的与要求 本章介绍热力学的一个重要方面，即如何从热力学基本微分方程出发，通过数学推演 出系统各种平衡性质的相互关系。要求掌握气体的节流过程和绝热膨胀过程，理解平衡辐射 场的热力学性质，掌握特性函数及其基本微分方程和麦克斯韦关系，并运用麦氏关系证明热 力学关系，会求系统的基本热力学函数。 2. 主要教学内容 第一节 内能、焓、自由能和吉布斯函数的全微分（1 学时） 教学重点：掌握内能、焓、自由能和吉布斯函数的全微分，会推导麦氏关系。 教学难点：麦氏关系的证明。 第二节 麦氏关系的简单应用（1学时） 教学重点：运用麦氏关系推导能态方程和焓态方程。 教学难点：麦氏关系的应用。 第三节 气体的节流过程和绝热膨胀过程（2学时） 教学重点：掌握气体节流过程的特点，理解气体准静态绝热膨胀过程。 教学难点：T—P 图像中等焓线的理解
第四节基本热力学函数的确定（1学时）教学重点：运用热力学基本方程及麦氏关系确定系统的基本热力学函数。教学难点：综合应用热力学函数、基本微分方程及麦氏关系确定复杂情况下系统的热力学函数。第五节特性函数（1学时）教学重点：特性函数的定义，掌握几种常见的特性函数。教学难点：特性函数的理解。第六节热辐射的热力学理论（2学时）教学重点：理解热辐射、平衡辐射及黑体：掌握平衡辐射场的热力学性质。教学难点：平衡辐射场能量密度的理解。第三章单元系的相变（10学时）1.教学目的与要求本章对平衡态的概念和趋向平衡的问题进行较为深入的分析，进而研究单元复相系的平衡条件。要求了解单元系的复相平衡条件和平衡性质，了解相变的分类；理解热动平衡判据，并利用判据分析证明问题；掌握开系的基本热力学方程及克拉珀龙方程的应用。2.主要教学内容第一节热动平衡判据（2学时）教学重点：掌握热动平衡判据，理解均匀系统的热动平衡条件和平衡稳定性条件。教学难点：平衡稳定性条件的推导。第二节开系的热力学基本方程（1学时）教学重点：掌握开放系统的热力学基本微分方程教学难点：化学势和巨热力势的理解。第三节单元系的复相平衡条件（2学时）教学重点：掌握单元二相系的平衡条件。教学难点：根据炳增加原理，对孤立系统做平衡分析。第四节单元复相系的平衡性质（2学时
第四节 基本热力学函数的确定（1学时） 教学重点：运用热力学基本方程及麦氏关系确定系统的基本热力学函数。 教学难点：综合应用热力学函数、基本微分方程及麦氏关系确定复杂情况下 系统的热力学函数。 第五节 特性函数（1学时） 教学重点：特性函数的定义，掌握几种常见的特性函数。 教学难点：特性函数的理解。 第六节 热辐射的热力学理论（2学时） 教学重点：理解热辐射、平衡辐射及黑体；掌握平衡辐射场的热力学性质。 教学难点：平衡辐射场能量密度的理解。 第三章 单元系的相变（10 学时） 1. 教学目的与要求 本章对平衡态的概念和趋向平衡的问题进行较为深入的分析，进而研究单元复相系的 平衡条件。要求了解单元系的复相平衡条件和平衡性质，了解相变的分类；理解热动平衡判 据，并利用判据分析证明问题；掌握开系的基本热力学方程及克拉珀龙方程的应用。 2. 主要教学内容 第一节 热动平衡判据（2学时） 教学重点：掌握热动平衡判据，理解均匀系统的热动平衡条件和平衡稳定性 条件。 教学难点：平衡稳定性条件的推导。 第二节 开系的热力学基本方程（1学时） 教学重点：掌握开放系统的热力学基本微分方程。 教学难点：化学势和巨热力势的理解。 第三节 单元系的复相平衡条件（2学时） 教学重点：掌握单元二相系的平衡条件。 教学难点：根据熵增加原理，对孤立系统做平衡分析。 第四节 单元复相系的平衡性质（2学时）
教学重点：掌握相图的理论解释，能应用克拉珀龙方程分析解决实际问题。教学难点：如何运用克拉珀龙方程分析一些实际问题。第五节临界点和气液两相的转变（2学时）教学重点：掌握气液两相的转变和临界点。教学难点：麦克斯韦等面积法则的证明。第六节相变的分类（1学时）教学重点：掌握相变的分类及爱伦费斯特方程。教学难点：对连续相变的理解。第六章近独立粒子的最概然分布（8学时）1.教学目的与要求本章是统计物理的基础内容，是学好后续章节的根本。要求理解粒子和系统微观运动状态的描述、分布与微观态的关系，并在等概率原理的基础上重点掌握玻耳兹曼分布、玻色分布和费米分布，了解三种分布的关系。。2.主要教学内容第一节粒子运动状态的经典描述（1学时）教学重点：理解μ空间：掌握自由粒子、线性谐振子、转子的运动状态在μ空间的经典描述。教学难点：μ空间的理解。第二节粒子运动状态的量子描述（1学时）教学重点：掌握自由粒子、线性谐振子、转子的运动状态的量子描述。教学难点：自由粒子的量子态数。第三节系统微观运动状态的描述（1学时）教学重点：掌握系统微观运动状态的经典描述和量子描述。教学难点：玻色系统和费米系统微观运动状态的量子描述第四节等概率原理（0.5学时）教学重点：理解宏观态和微观态的关系，掌握等概率原理。教学难点：对平衡态统计物理的基本假设一等概率原理的理解
教学重点：掌握相图的理论解释，能应用克拉珀龙方程分析解决实际问题。 教学难点：如何运用克拉珀龙方程分析一些实际问题。 第五节 临界点和气液两相的转变（2学时） 教学重点：掌握气液两相的转变和临界点。 教学难点：麦克斯韦等面积法则的证明。 第六节 相变的分类（1学时） 教学重点：掌握相变的分类及爱伦费斯特方程。 教学难点：对连续相变的理解。 第六章 近独立粒子的最概然分布（8 学时） 1. 教学目的与要求 本章是统计物理的基础内容，是学好后续章节的根本。要求理解粒子和系统微观运动状 态的描述、分布与微观态的关系，并在等概率原理的基础上重点掌握玻耳兹曼分布、玻色分 布和费米分布，了解三种分布的关系。 2. 主要教学内容 第一节 粒子运动状态的经典描述（1 学时） 教学重点：理解 空间；掌握自由粒子、线性谐振子、转子的运动状态在 空间的经 典描述。 教学难点： 空间的理解。 第二节 粒子运动状态的量子描述（1学时） 教学重点：掌握自由粒子、线性谐振子、转子的运动状态的量子描述。 教学难点：自由粒子的量子态数。 第三节 系统微观运动状态的描述（1学时） 教学重点：掌握系统微观运动状态的经典描述和量子描述。 教学难点：玻色系统和费米系统微观运动状态的量子描述。 第四节 等概率原理（0.5 学时） 教学重点：理解宏观态和微观态的关系，掌握等概率原理。 教学难点：对平衡态统计物理的基本假设—等概率原理的理解
第五节分布和微观态（1学时）教学重点：掌握定域系统、玻色系统和费米系统与分布(α)对应的系统微观状态数。教学难点：玻色系统与分布(α)对应的系统微观状态数的推导。第六节玻耳兹曼分布（2学时）教学重点：掌握定域系统的最概然分布。教学难点：对玻耳兹曼分布的理解。第七节玻色分布和费米分布（1学时）教学重点：掌握玻色和费米系统的最概然分布。教学难点：对费米分布的理解。第八节三种分布的关系（0.5学时）教学重点：掌握玻耳兹曼分布、玻色分布和费米分布的关系。教学难点：对三种分布的关系的理解。第七章玻尔兹曼统计（10学时）1.教学目的与要求本章是热力学与统计物理的重点内容，是统计物理的核心章节，以玻耳兹曼分布为基础理解热力学量的统计表达式、统计物理处理问题的方法。了解理想气体的物态方程和摘、能量均分定理，掌握理想气体的内能和热容量理论，重点掌握固体热容量的爱因斯坦理论。2.主要教学内容第一节热力学量的统计表达式（2学时）教学重点：掌握服从玻耳兹曼分布的热力学系统对应的热力学量的统计表达式，教学难点：关于热力学量的统计表达式中α物理意义的理解。第二节理想气体的物态方程（1学时）教学重点：能够运用玻尔兹曼分布求理想气体的内能和物态方程。教学难点：运用玻尔兹曼分布求理想气体的物态方程。第三节理想气体的焰（2学时）教学重点：能够运用玻尔兹曼分布求理想气体的熵。教学难点：产生吉布斯伴谬的原因
第五节 分布和微观态（1 学时） 教学重点：掌握定域系统、玻色系统和费米系统与分布 al 对应的系统微观状态数。 教学难点：玻色系统与分布 al 对应的系统微观状态数的推导。 第六节 玻耳兹曼分布（2 学时） 教学重点：掌握定域系统的最概然分布。 教学难点：对玻耳兹曼分布的理解。 第七节 玻色分布和费米分布（1 学时） 教学重点：掌握玻色和费米系统的最概然分布。 教学难点：对费米分布的理解。 第八节 三种分布的关系（0.5 学时） 教学重点：掌握玻耳兹曼分布、玻色分布和费米分布的关系。 教学难点：对三种分布的关系的理解。 第七章 玻尔兹曼统计（10 学时） 1. 教学目的与要求 本章是热力学与统计物理的重点内容,是统计物理的核心章节，以玻耳兹曼分布为基础 理解热力学量的统计表达式、统计物理处理问题的方法。了解理想气体的物态方程和熵、能 量均分定理，掌握理想气体的内能和热容量理论，重点掌握固体热容量的爱因斯坦理论。 2. 主要教学内容 第一节 热力学量的统计表达式（2 学时） 教学重点：掌握服从玻耳兹曼分布的热力学系统对应的热力学量的统计表达式。 教学难点：关于热力学量的统计表达式中 物理意义的理解。 第二节 理想气体的物态方程（1学时） 教学重点：能够运用玻尔兹曼分布求理想气体的内能和物态方程。 教学难点：运用玻尔兹曼分布求理想气体的物态方程。 第三节 理想气体的熵（2学时） 教学重点：能够运用玻尔兹曼分布求理想气体的熵。 教学难点：产生吉布斯佯谬的原因
第四节能量均分定理（1学时）教学重点：能够运用玻尔兹曼分布推导能量均分定理及其应用。教学难点：经典的能量均分定理得到的一些结论与实验不符的原因第五节理想气体的内能和热容量（2学时）教学重点：掌握理想气体的内能和热容量的量子统计理论。教学难点：由量子统计理论推导异核双原子分子转动的内能和热容量。第六节固体热容量的爱因斯坦理论（2学时）教学重点：掌握固体热容量的爱因斯坦理论。教学难点：爱因斯坦固体热容量理论在温度趋于零时，热容量趋于零的速度比实验快的原因。第八章玻色统计和费米统计（10学时）1.教学目的与要求本章是热力学与统计物理的重点内容，要求理解近独立粒子系的量子统计理论，在玻色分布和费米分布基础上能导出量子系统平衡态时热力学量的统计表达式，要求运用玻色统计和费米统计理论，会求光子气体，金属中的电子气体的热力学函数。掌握玻色一爱因斯坦凝聚理论。2.主要教学内容第一节热力学量的统计表达式（2学时）教学重点：掌握玻色系统和费米系统的热力学量的统计表达式教学难点：如何推导热力学量的统计表达式中α和β的表达式。第二节玻色一爱因斯坦凝聚（2学时）教学重点：由玻色统计推导T<T时玻色系统的有关热力学量，理解玻色一爱因斯坦凝聚现象。教学难点：玻色一爱因斯坦凝聚现象的理解。第三节光子气体（3学时）教学重点：理解光子气体模型，能推导普朗克公式及辐射场的内能，学会求光子气体的热力学函数
第四节 能量均分定理（1 学时） 教学重点：能够运用玻尔兹曼分布推导能量均分定理及其应用。 教学难点：经典的能量均分定理得到的一些结论与实验不符的原因。 第五节 理想气体的内能和热容量（2 学时） 教学重点：掌握理想气体的内能和热容量的量子统计理论。 教学难点：由量子统计理论推导异核双原子分子转动的内能和热容量。 第六节 固体热容量的爱因斯坦理论（2 学时） 教学重点：掌握固体热容量的爱因斯坦理论。 教学难点：爱因斯坦固体热容量理论在温度趋于零时，热容量趋于零的速度比实验快 的原因。 第八章 玻色统计和费米统计（10 学时） 1. 教学目的与要求 本章是热力学与统计物理的重点内容,要求理解近独立粒子系的量子统计理论，在玻色 分布和费米分布基础上能导出量子系统平衡态时热力学量的统计表达式，要求运用玻色统计 和费米统计理论，会求光子气体，金属中的电子气体的热力学函数。掌握玻色一爱因斯坦凝 聚理论。 2. 主要教学内容 第一节 热力学量的统计表达式（2 学时） 教学重点：掌握玻色系统和费米系统的热力学量的统计表达式 教学难点：如何推导热力学量的统计表达式中 和 的表达式。 第二节 玻色一爱因斯坦凝聚（2学时） 教学重点：由玻色统计推导 T T C 时玻色系统的有关热力学量，理解玻色一爱因斯 坦凝聚现象。 教学难点：玻色一爱因斯坦凝聚现象的理解。 第三节 光子气体（3 学时） 教学重点：理解光子气体模型，能推导普朗克公式及辐射场的内能，学会求光子气体 的热力学函数
教学难点：光子气体模型的理解。第四节金属中的自由电子气体（3学时）教学重点：掌握金属中电子气体的热力学函数。教学难点：如何理解一般情况下电子能级的分布与0K时能级分布的异同。七、成绩评定方法1、总评成绩计算方法总评成绩=过程性考核成绩（占总成绩的40%）+期末笔试试卷成绩（占总成绩的60%）过程性考核构成：课堂参与+阶段测验+作业成绩过程性考核成绩构成：课堂参与10分；阶段测验20分；作业1为10分；作业2为20分；作业3为20分；作业4为20分注：课堂参与：课堂提问及表现各占平时成绩的5%（出勤不作为分数，可采用倒扣分标注）阶段测验：占平时成绩的20%作业成绩：作业1占平时成绩10%，作业2~作业4各占平时成绩的20%2、课程分目标达成评价方法考核项目课程目标2阶段3课堂1期末课程分目标达成评价方法4作业考试测验参与分目标达成度=ai1*（分目标笔试试题平均分/课程目标160%20%10%10%分目标笔试试题总分）+aiz2*（分目标阶段测验成绩平均分/分目标阶段测验成绩总分）+课程目标2100%ais*（分目标课堂参与成绩平均分/分目标课堂参与成绩总分）+ai4*（分目标作业成绩平均分/分目标作业成绩总分）课程目标3100%其中aij各考核项目在分目标中占比系数，aij代表考核项目在课程目标i达成的占比。课程目标4100%3、课程目标达成评价方法
教学难点：光子气体模型的理解。 第四节 金属中的自由电子气体（3 学时） 教学重点：掌握金属中电子气体的热力学函数。 教学难点：如何理解一般情况下电子能级的分布与0K时能级分布的异同。 七、成绩评定方法 1、总评成绩计算方法 总评成绩=过程性考核成绩（占总成绩的 40%）+ 期末笔试试卷成绩（占总 成绩的 60%） 过程性考核构成：课堂参与+阶段测验+作业成绩 过程性考核成绩构成：课堂参与 10 分；阶段测验 20 分；作业 1 为 10 分； 作业 2 为 20 分；作业 3 为 20 分；作业 4 为 20 分 注：课堂参与：课堂提问及表现各占平时成绩的 5% （出勤不作为分数，可采用倒扣分标注） 阶段测验：占平时成绩的 20% 作业成绩：作业 1 占平时成绩 10%，作业 2~作业 4 各占平时成绩的 20% 2、课程分目标达成评价方法 课程目标 考核项目 1 期末 课程分目标达成评价方法 考试 2 阶段 测验 3 课堂 参与 4 作业 课程目标 1 60% 20% 10% 10% 分目标达成度=ai1*（分目标笔试试题平均分/ 分目标笔试试题总分）+ ai2*（分目标阶段测 验成绩平均分/分目标阶段测验成绩总分）+ ai3*（分目标课堂参与成绩平均分/分目标课堂 参与成绩总分）+ ai4*（分目标作业成绩平均 分/分目标作业成绩总分） 其中 aij 各考核项目在分目标中占比系数，aij 代表考核项目 j 在课程目标 i 达成的占比。 课程目标 2 100% 课程目标 3 100% 课程目标 4 100% 3、课程目标达成评价方法