统计力学

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出版者:世界图书出版公司
作者:G.Morandi
出品人:
页数:648
译者:
出版时间:2004-4-1
价格:82.00元
装帧:平装
isbn号码:9787506266215
丛书系列:
图书标签:
  • 统计力学
  • 统计力学7
  • 物理
  • 统计物理
  • 统计力学
  • 热力学
  • 物理学
  • 凝聚态物理
  • 量子统计
  • 平衡态
  • 非平衡态
  • 相变
  • 计算物理
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具体描述

《统计力学》 这是一本深入探索物质宏观性质如何源于其微观组成粒子行为的经典著作。本书将带领读者踏上一段由原子、分子尺度上的混沌无序,走向我们日常经验中的有序世界的旅程。 核心内容概览: 本书的核心在于揭示如何运用统计学的原理和方法,来理解和描述大量粒子组成的系统的热力学性质。我们将从基本概念出发,逐步构建起统计力学的理论框架。 概率与统计基础: 在进入复杂系统之前,我们会回顾必要的概率论和统计学知识,包括概率分布、期望值、方差等,为后续的推导打下坚实的基础。 系综理论: 这是统计力学的基石。我们将详细介绍微正则系综、正则系综和巨正则系综,理解它们各自的适用条件以及如何通过它们来计算系统的宏观可观测量,如能量、熵、压强等。我们将深入探讨如何从粒子的微观状态出发,通过统计平均的方法,获得宏观的热力学量。 配分函数: 作为连接微观和宏观的关键桥梁,配分函数的概念和计算将在书中得到详尽的阐述。我们将学习如何利用配分函数来推导系统的自由能、熵、内能以及其他重要的热力学性质,并探讨不同统计系综下配分函数的具体形式和求解方法。 理想气体: 以最简单的模型——理想气体为例,我们将应用所学的统计力学原理,推导出其热力学性质,如理想气体定律、克劳修斯方程等。这将是理解更复杂系统的一个重要跳板。 简谐振子与晶格振动: 了解多粒子系统的集体激发模式至关重要。本书将深入分析简谐振子的统计力学,并将其推广到描述固体中原子的集体振动——晶格振动。我们将探讨德拜模型和爱因斯坦模型,理解它们如何解释固体比热的温度依赖性。 自旋系统与磁性: 磁性是许多材料的重要特性。我们将研究包含自旋自由度的系统,如伊辛模型,并应用统计力学方法分析其相变行为,如铁磁性到顺磁性的转变。 相变与临界现象: 许多物质在特定条件下会发生相变,如固液气相变。本书将深入探讨相变的统计力学理论,包括朗道理论,并介绍临界现象和标度律等现代统计物理学的核心概念。 统计力学的应用: 除了理论框架,本书还将展示统计力学在诸多领域的广泛应用,包括但不限于: 凝聚态物理: 理解金属、绝缘体、超导体等的性质。 化学: 解释化学反应速率、平衡常数等。 生物物理: 探索生物大分子的结构与功能。 信息论: 连接信息与熵的概念。 宇宙学: 探讨早期宇宙的演化。 本书特色: 逻辑严谨,循序渐进: 本书遵循清晰的逻辑结构,从基础概念到高级理论,每一步都建立在前一章内容之上,确保读者能够扎实掌握。 数学推导详尽: 所有关键的数学推导都提供了详细的步骤,帮助读者理解公式的来源和意义,而不仅仅是记忆。 理论与实际相结合: 在讲解抽象理论的同时,本书穿插了大量的实例和应用,展示统计力学在解决实际问题中的强大能力。 强调物理图像: 除了严谨的数学处理,本书也注重培养读者的物理直觉,帮助理解微观粒子行为如何宏观体现。 学习本书将使您能够: 深刻理解热力学的基本原理,并能从微观角度解释它们。 掌握计算和分析多粒子系统的宏观性质的方法。 理解各种物理现象背后的统计规律。 为进一步学习凝聚态物理、量子统计力学、非平衡态统计力学等高级课题打下坚实基础。 无论您是物理、化学、材料科学、工程学等相关专业的学生,还是对理解物质世界深层规律充满好奇的研究者,本书都将是您不可或缺的参考。它将帮助您拨开宏观现象的迷雾,洞察其背后微观粒子世界的精妙运作。

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读后感

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用户评价

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说实话,这本书的深度是毋庸置疑的,但它最令人惊喜的地方在于其对“历史脉络”的梳理。很多教材在介绍理论时,往往会采用一种“时间后验”的视角,直接呈现出最完善、最优雅的数学形式,这使得读者难以体会到这些理论在诞生之初所经历的挣扎与突破。这部著作巧妙地穿插了一些历史性的叙述,比如某个基本假设是如何被提出并逐步完善的,以及不同学派之间曾经存在的争论。通过了解这些“前因后果”,我对那些看似理所当然的物理定律,产生了更深层次的理解和敬意。它让我明白,科学的进步并非坦途,而是充满了试错和灵光乍现。这种对科学史的尊重,使得学习过程充满了人文色彩,让冰冷的数学公式背后,有了鲜活的科学家的智慧和努力的影子,大大增强了阅读的代入感和共鸣感。

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我特别喜欢这本书在图示方面的处理。在学习复杂系统时,没有直观的图形辅助,很多概念仅仅停留在文字层面,会变得非常抽象和难以把握。这部书在这方面做得非常到位,但又没有滥用插图来“填页数”。那些图表,无论是相图的绘制,还是能量景观的描绘,都精准地捕捉到了物理系统的核心特征。更值得称赞的是,许多关键图示的下方,都有相当详细的文字注解,解释了图形中每一个符号、每一个区域所代表的物理意义,避免了那种“图文分离”的尴尬。很多时候,我甚至不需要回头去看正文,光是盯着图和注释,就能对该章节的核心内容有一个非常扎实的把握。这表明编者在设计内容时,就已经充分考虑到了跨媒介学习的效率,极大地提升了学习的流畅性和体验感,让人感觉这本书像是一个耐心的、知识渊博的私人导师在身边指导。

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这本书的习题设计,简直是教科书级别的典范。我见过太多教材的习题,无非是套用课本上的公式进行数值计算,或者做一些机械的代数推导。而这里的习题,明显是从加深理解、拓展思维的角度精心打磨出来的。它们通常不是简单的重复,而是要求读者将不同章节的概念融会贯通,或者去探索某些近似条件下的理论边界。有些题目甚至引导你去思考理论的局限性,或是如何将现有框架应用于一个全新的、略微修改过的物理场景中。完成这些习题的过程,就像是完成了一次次小型的“理论构建”练习,真正锻炼了将抽象知识转化为解决实际问题的能力。做完这些题目后,那种豁然开朗的感觉,比单纯听讲要深刻和持久得多,它真正做到了学以致用,让知识内化为自身的能力。

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拿到这本书时,我的期待值其实是比较高的,毕竟它在学术圈内的口碑一直不错。然而,真正翻开阅读后,我发现它最出彩的地方,并不在于那些炫技般展示高深理论的段落,而是在于它对“思想”的挖掘和呈现。作者似乎不仅仅是在罗列物理定律,更像是在引领我们进行一场智力上的探险。他会时不时地抛出一个哲学性的问题,然后引导读者思考,在不同的物理限制下,我们现有的理论体系将如何演化。这种带有批判性和反思性的写作风格,极大地激发了我深入探索的欲望。比如,在讨论某个特定平衡态的构建时,书里没有直接给出结论,而是通过一系列巧妙的实验思想和逻辑推理,让你亲手“搭建”起这个概念。这种“带着读者走”的教学方法,远比死记硬背公式有效得多,它训练的不是记忆力,而是物理直觉和逻辑构建能力,这一点对于想在理论物理领域有所建树的人来说,价值无可估量。

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这部著作初捧在手,那种厚重感就让人心生敬畏。内页的排版清晰考究,字体选择也十分得体,即便是初次接触这个领域的读者,也能感受到编者在细节上的用心。书中对基础概念的阐述,简直就像是为那些从未接触过理论物理的“小白”量身定制的向导,每一个公式的引入都有着详尽的背景铺垫和直观的物理图像,不像某些教科书那样上来就是一堆高深的数学符号让人望而却步。尤其是那些关于微观粒子集体行为的描述,作者似乎总能找到一种神奇的方式,将那些抽象的、看不见摸不着的粒子运动,转化成我们日常生活中可以理解的宏观现象,比如热传递、相变这些,读起来丝毫不觉得枯燥晦涩。随后的章节,对不同模型和近似方法的介绍更是层层递进,逻辑链条环环相扣,读完一章,脑子里仿佛被清晰地梳理了一遍,对整个物理图像的理解也上升到了一个新的高度。这种行云流水的叙述方式,真的很少见,让人忍不住一口气读下去,生怕错过任何一个精妙的转折。

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