Solutions Manual for Introduction to Statistical Physics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:CRC Press

作者:Kerson Huang

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2004-12

价格:0

装帧:Ring-bound

isbn号码:9780748409433

丛书系列:

图书标签:

• 物理
• Statistical Physics
• Solutions Manual
• Thermodynamics
• Condensed Matter Physics
• Statistical Mechanics
• Physics
• Higher Education
• Textbook
• Problem Solving
• Instructor's Manual

统计物理学导论：概念、方法与应用 简介 统计物理学，作为连接微观粒子行为与宏观物质性质的桥梁，是一门深刻而迷人的学科。它以统计力学为核心工具，通过分析大量粒子系统的集体行为，揭示了从相变到超导，从黑体辐射到生命起源等一系列自然现象背后的基本规律。本书旨在为读者提供一个全面而深入的统计物理学入门，循序渐进地引导读者掌握其核心概念、基本方法以及在现代科学各领域的广泛应用。 本书特色与内容概览 本书并非仅仅是概念的堆砌，而是着重于培养读者独立思考和解决问题的能力。我们将从统计力学的基本原理出发，逐步深入到更复杂的主题。 第一部分：统计力学基础 热力学与统计力学的联系： 我们首先回顾经典热力学的基本定律，并强调其微观基础的缺失。随后，我们将引入系综（Ensemble）的概念，如微正则系综、正则系综和巨正则系综，并阐述它们如何提供一个框架来连接微观状态和宏观热力学量。读者将学习到如何利用概率论和统计方法，从微观粒子分布计算宏观系统的平均行为。 理想气体： 理想气体是统计物理学中一个重要的模型系统，它为理解基本概念提供了绝佳的平台。我们将从最简单的理想单原子气体出发，计算其内能、熵、压强等热力学量。进而，我们将推广到多原子理想气体，引入自由度的概念，理解其比热容的温度依赖性。 玻尔兹曼分布： 玻尔兹曼分布是描述系统处于热平衡时粒子在不同能量状态下分布的普适规律。本书将详细推导玻尔兹曼分布，并探讨其在各种系统中的应用，例如气体分子的速度分布（麦克斯韦-玻尔兹曼分布），以及理解化学反应速率的阿伦尼乌斯公式。 纠缠与量子统计： 随着对微观世界的深入探索，量子力学的概念变得不可或缺。本书将引入量子统计的基本概念，包括费米-狄拉克统计和玻色-爱因斯坦统计，并解释它们为何适用于描述费米子和玻色子。我们将探讨它们在固体物理（电子气）、凝聚态物理（黑体辐射、声子）等领域的核心作用。 第二部分：重要模型与现象 自由度与平均值定理： 自由度的概念是理解系统能量分布的关键。我们将深入探讨自由度的定义及其在平均值定理中的作用，从而理解为何在高温下，多原子分子的比热容会达到经典理论的预测值。 相变： 相变是自然界中最普遍和引人入胜的现象之一，从水的结冰到铁磁体的磁化，无不体现了统计物理学的力量。本书将介绍描述相变的各种理论工具，包括朗道理论（Landau theory）中的序参量概念，以及临界现象（critical phenomena）中的标度律（scaling laws）和重整化群（renormalization group）方法。我们将以二维伊辛模型（Ising model）为例，详细分析其相变行为。 蒙特卡洛模拟： 随着计算机技术的飞速发展，数值模拟已成为统计物理学研究不可或缺的工具。本书将介绍蒙特卡洛（Monte Carlo）方法，特别是马尔可夫链蒙特卡洛（MCMC）方法，如何用于模拟复杂的统计物理系统，例如玻璃态、高分子链等，并分析模拟结果。 近藤效应： 近藤效应是描述稀释磁性合金中，在低温下由磁性杂质电子和传导电子之间的交换相互作用引起的电阻反常现象。本书将介绍近藤模型的建立，以及通过量子多体理论解释其微观机制。 第三部分：应用与前沿 凝聚态物理： 统计物理学在理解凝聚态物质的性质方面发挥着核心作用。我们将探讨电子在晶体中的运动，解释费米面的概念，并分析金属、绝缘体和半导体的形成。此外，还将介绍超导（superconductivity）和超流（superfluidity）等量子现象的统计物理学解释。 软物质物理： 软物质，如液晶、胶体、聚合物和生物大分子，其行为的统计学特征尤为突出。本书将介绍如何运用统计物理学原理分析这些系统的自组装、熵驱动力以及介观尺度下的集体行为。 生物物理： 生命本质上是一个复杂的统计物理系统。我们将探讨DNA折叠、蛋白质构象变化、分子马达的工作机制等生物学问题，如何通过统计物理学方法进行理解和建模。 信息与熵： 物理学中的熵概念与信息论中的熵概念有着深刻的联系。本书将探讨麦克斯韦妖（Maxwell's demon）佯谬，以及信息熵与热力学熵之间的关系，展望统计物理学在信息处理和计算领域的潜在应用。 学习方法建议 本书内容涵盖理论推导、模型建立与数值模拟等多个方面。为了更好地掌握统计物理学的知识，建议读者： 1. 认真理解概念： 统计物理学的很多概念，如系综、熵、自由能等，需要深入理解其物理意义，而不仅仅是记忆公式。 2. 勤加练习： 习题是巩固知识、培养解决问题能力的重要途径。本书包含大量的例题和练习题，务必动手尝试。 3. 联系实际： 尝试将学到的理论知识与日常生活中的物理现象联系起来，例如水的沸腾、金属的导电性等，这将加深理解。 4. 利用现代工具： 鼓励读者利用计算机模拟等现代工具，直观地感受统计物理系统的行为。 致谢 本书的完成离不开许多前沿科学研究的积累以及前人研究成果的启发。我们对相关领域的专家学者致以崇高的敬意。 结语 统计物理学是一门充满挑战和趣味的学科，它不仅揭示了宇宙万物运行的底层逻辑，也为我们理解和改造世界提供了强大的思想武器。本书希望能够成为读者踏入统计物理学殿堂的可靠向导，激发您对这门迷人科学的浓厚兴趣，并为您未来的深入研究奠定坚实的基础。

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