第一部分 热力学和分子动理论 1
第1章 热力学定律 3
1.1 前言 3
1.2 热力学第一定律 7
1.3 热力学第二定律 9
1.4 熵 14
1.5 热力学第二定律的一些推论 19
1.6 热力学势 22
1.7 热力学第三定律 25
第2章 热力学的应用 31
2.1 相变的热力学描述 31
2.2 冷凝表面效应 35
2.3 范德瓦尔斯状态方程 38
2.4 渗透压 43
2.5 热力学极限 48
第3章 分子动理论问题 52
3.1 问题的描述 52
3.2 二体碰撞 56
3.3 玻尔兹曼输运方程 60
3.4 吉布斯系综 62
3.5 BBGKY级列 65
第4章 稀薄气体的平衡态 73
4.1 玻尔兹曼H定理 73
4.2 麦克斯韦-玻尔兹曼分布 75
4.3 最概然分布方法 79
4.4 分析H定理 85
4.5 庞加莱周期 90
第5章 输运现象 93
5.1 平均自由路径 93
5.2 渗透 95
5.3 守恒律 96
5.4 零阶逼近 100
5.5 一阶逼近 104
5.6 粘度 108
5.7 粘性流体力学 111
5.8 纳维-斯托克斯方程 113
5.9 流体力学中的例子 117
第二部分 统计力学 125
第6章 经典统计力学 127
6.1 经典统计力学基本假设 127
6.2 微正则系综 130
6.3 推导热力学 135
6.4 均分定理 136
6.5 经典理想气体 138
6.6 吉布斯悖论 140
第7章 正则系综与巨正则系综 143
7.1 正则系综 143
7.2 正则系综中的能量涨落 145
7.3 巨正则系综 149
7.4 巨正则系综中的密度涨落 152
7.5 化学势 154
7.6 正则系综和巨正则系综的等价 157
7.7 W(N)的特性 161
7.8 麦克斯韦构造的含义 163
第8章 量子统计力学 171
8.1 量子统计力学的基本假设 171
8.2 密度矩阵 174
8.3 量子统计力学中的系综 176
8.4 热力学第三定律 178
8.5 理想气体:微正则系综 179
8.6 理性气体:巨正则系综 185
8.7 统计力学基础 189
第9章 配分函数的一般性质 193
9.1 达尔文-福勒方法 193
9.2 配分函数的经典极限 199
9.3 奇异点和相变 206
9.4 李-杨单位圆定理 210
第10章 渐近估计方法 213
10.1 经典聚类展开 213
10.2 量子聚类展开 220
10.3 第二维里系数 224
10.4 变分原理 228
10.5 低温下的不完全气体 230
第11章 费米系统 241
11.1 理想费米气体的状态方程 241
11.2 白矮星理论 247
11.3 朗道抗磁性 253
11.4 德哈斯-范阿尔芬效应 260
11.5 量子霍尔效应 261
11.6 泡利顺磁性 267
11.7 不完全气体的磁性 272
第12章 玻色系统 278
12.1 光子 278
12.2 固体中的光子 283
12.3 玻色-爱因斯坦凝聚 286
12.4 不完全玻色气体 294
12.5 超流体序参量 298
第三部分 统计力学中的一些专题 305
第13章 超流体 307
13.1 液氦 307
13.2 蒂萨二流体模型 311
13.3 玻色-爱因斯坦凝聚态 313
13.4 朗道理论 315
13.5 超流体速度 317
13.6 超流 321
13.7 光子波函数 325
13.8 稀薄玻色气体 329
第14章 伊辛模型 341
14.1 伊辛模型的定义 341
14.2 伊辛模型和其他模型的等价性 344
14.3 自发磁化 348
14.4 布拉格-威廉姆斯近似 352
14.5 贝特-佩尔斯近似 357
14.6 一维伊辛模型 361
第15章 昂萨格解 368
15.1 二维伊辛模型的描述 368
15.2 数学阐述 374
15.3 求解 378
第16章 临界现象 392
16.1 序参量 392
16.2 关联函数和涨落-耗散定理 394
16.3 临界指数 396
16.4 标度假设 399
16.5 标度不变性 403
16.6 戈德斯通激发 406
16.7 维数的重要性 407
第17章 朗道方法 416
17.1 朗道自由能 416
17.2 数学阐述 418
17.3 简单模型的推导 420
17.4 平均场理论 422
17.5 范德瓦尔斯状态方程 426
17.6 三相点 428
17.7 高斯模型 434
17.8 金兹堡判据 437
17.9 反常维度 438
第18章 重整化群 441
18.1 块区自旋 441
18.2 一维伊辛模型 443
18.3 重整化群变换 446
18.4 不动点和标度场 449
18.5 动量空间公式 452
18.6 高斯模型 455
18.7 朗道-威尔逊模型 458
附录 多体系统与全同粒子 468
1.两种统计量 468
2.N体波函数 470
3.量子场方法 477
4.纵向求和规则 484