热力学统计物理第五版
Ⅰ 热力学统计物理算经典物理吗
不算经典物理。
以下是热力学的相关介绍:
热力学定律,是描述物理学中热学规律的定律,包括热力学第零定律、热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律。其中热力学第零定律又称为热平衡定律,这是因为热力学第一、第二定律发现后才认识到这一规律的重要性;热力学第一定律是能量守恒与转换定律在热现象中的应用;热力学第二定律有多种表述,也叫熵增加原理。
能量守恒与转换定律是自然界的基本规律之一。它指出: 自然界中的一切物质都具有能量, 能量不可能被创造, 也不可能被消灭; 但能量可以从一种形态转变为另一种形态, 且在能量的转化过程中能量的总量保持不变。
以上资料参考网络——热力学
Ⅱ 量子力学和热力学统计物理有哪些重要的概念和结论
量子力学
波和粒子
振动粒子的量子论诠释
物质的粒子性由能量E 和动量p 刻划,波的特征则由电磁波频率γ 和其波长λ 表达,这两组物理量的比例因子由普朗克常数h(h=6.626*10^-34J·s) 所联系。
E=hγ , E=mc^2 联立两式,得:m=hγ/c^2(这是光子的相对论质量,由于光子无法静止,因此光子无静质量)而p=mv
则p=vhγ/c^{2}(p 为动量)
粒子波的一维平面波的偏微分波动方程,其一般形式
量子力学
为
dξ/dx=(1/γ)(dξ/dt) [5]
三维空间中传播的平面粒子波的经典波动方程为
dξ/dx+dξ/dy+dξ/dz=(1/γ)(dξ/dt) [6]
波动方程是借用经典力学中的波动理论,对微观粒子波动性的一种描述。通过这个桥梁,使得量子力学中的波粒二象性得到了很好的表达。
经典波动方程1,1'式或[6]式中的u,隐含着不连续的量子关系E=hγ和德布罗意关系λ=h/p,由于u=γλ,故可在u=vλ的右边乘以含普朗克常数h的因子(h/h),就得到
u=(γh)(λ/h)
=E/p
德布罗意
等关系u=E/p,使经典物理与量子物理,连续与不连续(定域)之间产生了联系,得到统一 .
粒子波 德布罗意物质波
德布罗意关系λ=h/p,和量子关系E=hγ(及薛定谔方程)这两个关系式实际表示的是波性与粒子性的统一关系, 而不是粒性与波性的两分.德布罗意物质波是粒波一体的真物质粒子,光子,电子等的波动.
海森堡测不准原理
即物体动量的不确定性乘以其位置的不确定性至少为一个确定的常数。
测量过程
量子力学与经典力学的一个主要区别,在于测量过程在理论中的地位。在经典力学中,一个物理系统的位置和动量,可以无限精确地被确定和被预言。至少在理论上,测量对这个系统本身,并没有任何影响,并可以无限精确地进行。在量子力学中,测量过程本身对系统造成影响。
要描写一个可观察量的测量,需要将一个系统的状态,线性分解为该可观察量的一组本征态的线性组合。测量过程可以看作是在这些本征态上的一个投影,测量结果是对应于被投影的本征态的本征值。假如,对这个系统的无限多个拷贝,每一个拷贝都进行一次测量的话,我们可以获得所有可能的测量值的机率分布,每个值的机率等于对应的本征态的系数的绝对值平方。
由此可见,对于两个不同的物理量A和B的测量顺序,可能直接影响其测量结果。事实上,不相容可观察量就是这样的,即 。
不确定性
最著名的不相容可观察量,是一个粒子的位置x和动量p。它们的不确定性Δx和Δp的乘积,大于或等于普朗克常数的一半:
海森堡1927年发现的“不确定性原理”,也常称为“不确定关系”或者“测不准关系”,说的是两个不对易算符所表示的力学量(如坐标和动量,时间和能量等),不可能同时具有确定的测量值。其中的一个测得越准确,另一个就测得越不准确。它说明:由于测量过程对微观粒子行为的“干扰”,致使测量顺序具有不可交换性,这是微观现象的一个基本规律。实际上,像粒子的坐标和动量这样的物理量,并不是本来就存在而等待着我们去测量的信息,测量不是一个简单的“反映”过程,而是一个“变革”过程,它们的测量值取决于我们的测量方式,正是测量方式的互斥性导致了测不准关系。[7]
机率
通过将一个状态分解为可观察量本征态的线性组合,可以得到状态在每一个本征态的机率幅ci。这机率幅的绝对值平方|ci|2就是测量到该本征值ni的概率,这也是该系统处于本征态的概率。ci可以通过将投影到各本征态上计算出来:
因此,对于一个系综的完全相同系统的某一可观察量,进行同样地测量,一般获得的结果是不同的;除非,该系统已经处于该可观察量的本征态上了。通过对系综内,每一个同一状态的系统,进行同样的测量,可以获得测量值ni的统计分布。所有试验,都面临着这个测量值与量子力学的统计计算的问题。
同样粒子的不可区分性和量子纠缠
往往一个由多个粒子组成的系统的状态,无法被分离为其组成的单个粒子的状态,在这种情况下,单个粒子的状态被称为是纠缠的。纠缠的粒子有惊人的特性,这些特性违背一般的直觉。比如说,对一个粒子的测量,可以导致整个系统的波包立刻塌缩,因此也影响到另一个、遥远的、与被测量的粒子纠缠的粒子。这个现象并不违背狭义相对论,因为在量子力学的层面上,在测量粒子前,你不能定义它们,实际上它们仍是一个整体。不过在测量它们之后,它们就会脱离量子纠缠这状态。
量子脱散
作为一个基本理论,量子力学原则上,应该适用于任何大小的物理系统,也就是说不仅限于微观系统,那么,它应该提供一个过渡到宏观“经典”物理的方法。量子现象的存在提出了一个问题,即怎样从量子力学的观点,解释宏观系统的经典现象。尤其无法直接看出的是,量子力学中的叠加状态,如何应用到宏观世界上来。1954年,爱因斯坦在给马克斯·波恩的信中,就提出了怎样从量子力学的角度,来解释宏观物体的定位的问题,他指出仅仅量子力学现象太“小”无法解释这个问题。
这个问题的另一个例子是由薛定谔提出的薛定谔的猫的思想实验。
直到1970年左右,人们才开始真正领会到,上述的思想实验,实际上并不实际,因为它们忽略了不可避免的与周围环境的相互作用。事实证明,叠加状态非常容易受周围环境的影响。比如说,在双缝实验中,电子或光子与空气分子的碰撞或者发射辐射,就可以影响到对形成衍射非常关键的各个状态之间的相位的关系。在量子力学中,这个现象被称为量子脱散。它是由系统状态与周围环境影响的相互作用导致的。这个相互作用可以表达为每个系统状态与环境状态的纠缠。其结果是只有在考虑整个系统时(即实验系统+环境系统)叠加才有效,而假如孤立地只考虑实验系统的系统状态的话,那么就只剩下这个系统的“经典”分布了。量子脱散是今天量子力学解释宏观量子系统的经典性质的主要方式。
对于量子计算机来说,量子脱散也有实际意义。在一台量子计算机中,需要多个量子状态尽可能地长时间保持叠加。脱散时间短是一个非常大的技术问题。
热力学统计物理
热力学基本规律
热力学系统热力学平衡态
热力学第零定律温度
物态方程
准静态过程功
热力学第一定律内能力学第二定律
熵和熵增加原理
热力学特性函数法及其应用
特性函数
特性函数的特征麦克斯韦关系
开系的热力学基本方程和热力学公式
特性函数法的应用
最大功原理
热力学第三定律
相平衡和化学平衡
热动平衡判据
单元二相系的平衡克拉珀龙方程
气液两相的转变临界点和对应态定律
二级相变厄任费斯脱方程
朗道二级相变理论
液HeⅡ与二流体模型
表面效应对相平衡的影响液滴的形成
超导态—正常态的相变及其热力学理论
临界现象和临界指数
多元复相系的平衡条件吉布斯相律
化学反应平衡条件质量作用定律
不可逆过程热力学
描述方法和局域平衡条件
反应扩散方程
熵平衡方程局域熵增率
线性唯象律昂萨格倒易关系
最小熵产生定理
统计物理学基础
概率分布
统计平均值
二项式分布及其近似表达式
等概率原理
近独立粒子运动状态和系统微观状态的描述
近独立粒子系统的宏观态分布与微观状态数
近独立粒子系统的最概然分布
系综理论
系统微观状态的描述r空间
统计系综刘维尔定理
微正则系综
正则系综
等温-等压系综
巨正则系综开系的热力学公式
系综理论和经典热力学系统
量子统计
涨落理论和涨落耗散定理
非平衡态统计理论
Ⅲ 《物理学大题典(热学热力学统计物理)》pdf下载在线阅读全文,求百度网盘云资源
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简介:“物理学大题典”是一套大型工具性、综合性物理题解丛书。丛书内容涵盖综合性大学*本科物理学内容:从普通物理的力学、热学、光学、电学、近代物理到“四大力学”,以及原子核物理、粒子物理、凝聚态物理、等离子体物理、天体物理、激光物理、量子光学、量子信息等。内容新颖、注重物理、注重学科交叉、注重与科研结合。
Ⅳ 热力学与统计物理的内容简介
本教材是参来照综合性大学物理源系本科热力学与统计物理课程教学大纲编写的.全书共10章,系统地阐述热力学和统计物理学的基本规律、基本理论和方法,分别从宏观上和微观上描述热力学系统的热现象和热性质.各章的主要内容是:第1、2章热力学基本概念,第零、第一、第二和第三定律,特性函数法;第3章相平衡和相变的热力学理论,化学热力学;第4章线性不可逆过程热力学;第5章统计规律性,概率分布,等概率原理,近独立粒子系统计方法;第6章系综理论;第7、8章系综理论对经典系统和量子系统的应用,第9章涨落理论,相关函数,线性响应和涨落耗散定理;第10章近平衡的非平衡统计理论.部分章节后面给出例题,每章后面附有习题并给出答案。
本书可作为理工科大学和师范大学物理专业或相近专业的教材和参考书,也可供有关研究生、教师等参考。
Ⅳ 《热力学统计物理》能量均分定理,红框中为什么会认为动能可以表示为动量的平方项之和谢谢解答!
经典力学中有的。经典力学中,动能Ek=0.5mv^2,动量p=mv,所以Ek=p^2/2m,这就是非相对论情况下动能和动量的关系。
即动能Ek可以表示为动量p的平方项p^2/2m。至于能表示成这些平方项之和,应该是考虑分方向的速度吧,和分子动能自由度有关。
Ⅵ 南大理论物理考研
卷一要看
卷二不用看,也不会笔试面试到!
我大四的
卷一的都懂就很不错了
其实连卷一考的也不多
给你推荐南大内部教材吧
陈申见老师的量子力学
买不到
但是我们用的这个,曾的太多了
出题风格参照柯善zhe的量子力学
Ⅶ 热力学统计物理中微正则系综、正则系综、巨正则系综的关系!
正则系综,是组成系综的系统是由N个粒子组成的,同温度为T的很大的热源相接触并达到热平衡。也可以这样设想:取大数M个体积为V、粒子数为N 的相同的系统构成系综。
热力学的基础当然是热力学三定律。从热力学第一、第二定律出发,可以得到一系列的麦克斯韦关系,这个也是比较重要的,可以将式子变成想要的形式。再之后就是要知道一些重要的物理量定义——内能、焓、熵、自由能,等等。
(7)热力学统计物理第五版扩展阅读:
热力学第一定律的数学表达式也适用于物体对外做功,向外界散热和内能减少的情况,因此在使用:△U=-W+Q时,通常有如下规定:
系统对外界做功,W>0,即W为正值。外界对系统做功,W<0,即W为负值。系统从外界吸收热量,Q>0,即Q为正值。系统对外界放出热量,Q<0,即Q为负值。系统内能增加,△U>0,即△U为正值。系统内能减少,△U<0,即△U为负值。
Ⅷ 热力学统计物理的问题,据说很简单的
1:
dU=TdS-pdV+EdA
2:以P,E作为微分下标,找到吉布斯函数
G=U-TS+pV-EA
得到G的全微分是
dG=-SdT+Vdp-AdE
然后根据偏微分交换次序得到
d(dG/dp)/dE=d(dG/dE)/dp
就得到
dA/dp=-dV/dE
左边是温度和场强不变的情况下,极化强度和压强的关系
右边是温度和压强不变的情况下,体积和场强的关系
Ⅸ 《热力学》 里的焦耳定律的定义是什么
热力学第一定律
thermodynamics,first law of
基本内容:热可以转变为功,功也可以转变为热;消耗一定的功必产生一定的热,一定的热消失时,也必产生一定的功.
普遍的能量转化和守恒定律在一切涉及热现象的宏观过程中的具体表现.热力学的基本定律之一.
表征热力学系统能量的是内能.通过作功和传热,系统与外界交换能量,使内能有所变化.根据普遍的能量守恒定律,系统由初态Ⅰ经过任意过程到达终态Ⅱ后,内能的增量ΔU应等于在此过程中外界对系统传递的热量Q 和系统对外界作功A之差,即UⅡ-UⅠ=ΔU=Q-A或Q=ΔU+A这就是热力学第一定律的表达式.如果除作功、传热外,还有因物质从外界进入系统而带入的能量Z,则应为ΔU=Q-A+Z.当然,上述ΔU、A、Q、Z均可正可负.对于无限小过程,热力学第一定律的微分表达式为
dQ=dU+dA因U是态函数,dU是全微分;Q、A是过程量,dQ和dA只表示微小量并非全微分,用符号d以示区别.又因ΔU或dU只涉及初、终态,只要求系统初、终态是平衡态,与中间状态是否平衡态无关.
热力学第一定律的另一种表述是:第一类永动机是不可能造成的.这是许多人幻想制造的能不断地作功而无需任何燃料和动力的机器,是能够无中生有、源源不断提供能量的机器.显然,第一类永动机违背能量守恒定律.