物理學經典教材：統計力學（第2版） [Statistical Mechanics Made Simple 2nd Edition] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 馬提斯（Mattis D.C.） 著

圖書標籤:

• 統計力學
• 物理學
• 熱力學
• 凝聚態物理
• 經典教材
• 第二版
• 高等教育
• 物理學教材
• 理論物理
• Statistical Mechanics

出版社： 世界图书出版公司

ISBN：9787510042805

版次：2

商品编码：11004216

包装：平装

外文名称：Statistical Mechanics Made Simple 2nd Edition

开本：24开

出版时间：2012-03-01

用纸：胶版纸

页数：335

正文语种：英文

內容簡介

For this new edition， each chapter was revised and improved， typos corrected and figures added， some in response to many helpful comments on the first edition. We especially thank Professor Milton W. Cole for his correction of a factor 2 in the specific heat of a 1D hard-core Bose gas. Additionally， solutions to some representative problems have been included in an Appendix.
But， more t.han mere revision and expansion of the material， it is the wit and knowledge of a new co-author that has greatly improved the present text. Thanks to this couaboration the topics of renormalization group and Monte-Carlo numerical techniques could be treated on a par with more conventional elements of statistical thermodynamics. The addition of these important subjects and the expansion of topics that previously had been just many-body theory and phase transitions. We present this new edition in the hope it will better serve the contemporary student while offering to the instructor a wider， more useful choice of lecture materials.

內頁插圖

目錄

Preface to Second Edition
Preface to First Edition
Introduction: Theories of Thermodynamics, Kinetic Theory and
Statistical Mechanics
Chapter 1 Elementary Concepts in Statistics and Probability
1.0.Random Variables and Their Distributions
1.1.The Binomial Distribution
1.2.Length of a Winning Streak
1.3.Brownian Motion and the Random Walk
1.4.Poisson versus Normal （Gaussian） Distributions
1.5.Central Limit Theorem （CLT）
1.6.Multinomial Distributions, Statistical Thermodynamics
1.7.The Barometer Equation
1.8.Other Distributions

Chapter 2 The Ising Model and the Lattice Gas
2.0.Physical Applications of the Binary Model
2.1.Some Background and Motivation
2.2.First-Principles Statistical Theory of Paramagnetism
2.3.More on Entropy and Energy
2.4.Some Other Relevant Thermodynamic Functions
2.5.Mean-Field Theory, Stable and Metastable Solutions
2.6.The Lattice Gas
2.7.The Nearest-Neighbor Chain: Thermodynamics in 1D
2.8.The Disordered Ising Chain
2.9.Other Magnetic Systems in One Dimension

Chapter 3 Elements of Thermodynamics
3.1.The Scope of Thermodynamics
3.2.Equations of State and Some Definitions
3.3.Maxwell Relations
3.4.Three Important Laws of Thermodynamics
3.5.The Second Derivatives of the Free Energy
3.6.Phase Diagrams for the van der Waals Gas
3.7.Clausius-Clapeyron Equation
3.8.Phase Transitions
3.9.The Carnot Cycle
3.10. Superconductivity

Chapter 4 Statistical Mechanics
4.0.An Axiomatic Approach and the Ergodic Hypothesis
4.1.The Formalism - and a False Start
4.2.Gibbs' Paradox and Its Remedy
4.3.The Gibbs Factor
4.4.The Grand Ensemble
4.5.Non-Ideal Gas and the 2-Body Correlation Function
4.6.The Virial Equation of State
4.7.Weakly Non-Ideal Gas
4.8. .Two-body Correlations
4.9.Configurational Partition Function in 1D
4.10. One Dimension versus Two
4.11. Two Dimensions versus Three: The Debye-Waller Factors
4.12. Specific Heat of Quasi-Ideal Dilute Atomic and Diatomic Gases
4.13. Nanophysics and Inhomogeneity

Chapter 5 The World of Bosons
5.0. Quantum "Statistics"
5.1.Two Types of Bosons and Their Operators
5.2.Number Representation and the Many-Body Problem
5.3.The Adiabatic Process and Conservation of Entropy
5.4.Many-Body Perturbations
5.5. Photons
……
Chapter 6 All About Fermions: Theories of Metals,Superconductors, Semiconductors
Chapter 7 Kinetic Theory
Chapter 8 The Transfer Matrix
Chapter 9 Monte Carlo and Other Computer Simulation Methods
Chapter 10 Critical Phenomena and the Renormalization Group
Chapter 11 Some Uses of Quantum Field Theory in Statistical Physics

前言/序言

《經典力學導論：從牛頓到拉格朗日》 作者：[此處填寫作者姓名] 齣版信息：[此處填寫齣版社名稱] 簡介 本書旨在為物理學本科生和研究生提供一個深入而全麵的經典力學基礎。不同於側重於簡單問題的解題技巧，本書的重點在於構建一個嚴謹的理論框架，使讀者能夠真正理解和掌握描述宏觀物體運動的底層物理原理和數學工具。 核心內容與結構 本書分為六個主要部分，層層遞進，確保讀者在掌握基本概念後，能夠順利過渡到更高級的理論錶述。 第一部分：牛頓力學的基礎與拓展 本部分從最基本的概念齣發，復習瞭牛頓三大定律，並將其應用於一維、二維及三維運動問題。重點在於建立慣性參考係的概念，並討論非慣性係（如鏇轉參考係）中引入的虛擬力（如科裏奧利力和離心力）對物體運動描述的影響。 參考係與變換： 詳細闡述瞭伽利略變換，並為後續引入相對論概念埋下伏筆。 守恒定律的深化： 深入探討動量、角動量和能量的守恒定律，並從這些定律的對稱性角度，引入瞭諾特定理的初步概念（盡管更正式的錶述將在後續部分引入）。 簡諧振動與受迫振動： 對一維簡諧振動進行詳盡的分析，包括阻尼和受迫振動，強調瞭共振現象的物理意義及其在工程中的應用。 第二部分：拉格朗日力學的構建 這是全書的第一個理論核心。牛頓力學在處理約束係統和復雜坐標係時顯得冗餘，拉格朗日力學以其優雅的變分原理，極大地簡化瞭問題。 虛功原理與達朗貝爾原理： 從這些變分原理齣發，推導齣運動方程，這是連接保守力場與能量方法的橋梁。 拉格朗日函數與歐拉-拉格朗日方程： 詳細介紹瞭廣義坐標、約束力的處理方式，並推導齣拉格朗日方程，這是解決多自由度係統動力學的核心工具。 約束係統的處理： 專門章節討論瞭如何處理完整約束和非完整約束，並舉例說明如何使用拉格朗日乘子法。 應用實例： 運用拉格朗日力學分析瞭經典的雙擺問題、動車組和滾體的運動，展示瞭其處理復雜幾何約束的強大能力。 第三部分：哈密頓力學——相空間的視角 哈密頓力學是經典力學嚮量子力學過渡的關鍵。它通過引入正則坐標和動量，將描述轉變為對相空間的探索。 勒讓德變換： 詳細講解如何從拉格朗日量導齣哈密頓量，明確動量和速度之間的關係。 哈密頓方程： 推導並分析哈密頓方程組，探討其作為一階微分方程組在相空間中的軌跡描述。 正則變換： 深入探討生成函數，並係統闡述正則變換的保持結構性質，這是理解相空間結構不變性的關鍵。 泊鬆括號： 引入泊鬆括號，將力學演化方程轉化為一種代數形式，為後續的量子化過程奠定數學基礎。 第四部分：守恒量與可積性 本部分將重點放在力學係統的內在對稱性和守恒量上，這是分析復雜係統長期行為的基礎。 諾特定理的嚴謹錶述： 在哈密頓力學的框架下，對諾特定理進行嚴謹的證明，明確指齣每一種連續對稱性對應一個守恒量。 守恒量的應用： 探討如何利用守恒量來降低係統的自由度，簡化運動方程的求解。 正則運動方程的積分： 討論係統可積性的概念，並介紹使用守恒量構造新的正則坐標（作用量-角度變量）的方法。 第五部分：分析力學的進階主題 本部分涵蓋瞭經典力學領域中一些更專業和高級的分析工具。 變分原理的更廣泛應用： 討論最小作用量原理（哈密頓原理）在更一般場論中的體現。 剛體動力學： 專門分析剛體運動的特點。詳細介紹歐拉角、轉動慣量張量，並推導齣歐拉方程，解決陀螺儀、進動等經典問題。 小振動理論： 討論平衡點附近的綫性化處理，推導特徵方程，並利用特徵值分析係統的穩定性和模態振動。 第六部分：從經典到前沿的橋梁 最後一部分簡要介紹瞭經典力學在現代物理中的應用和局限性，為讀者指明瞭未來的學習方嚮。 微擾理論： 介紹非保守或微小擾動下的處理方法，例如時間相關的微擾理論的初步概念。 相對論的初步引入： 簡要討論伽利略變換的局限性，並介紹狹義相對論的洛倫茲變換如何修正動量和能量概念，為讀者過渡到相對論性力學做好準備。 經典場論的概述： 簡要介紹場作為物理實體，以及連續介質力學的基本思路。 本書特點 理論深度與廣度並重： 本書不僅提供瞭解決問題的“配方”，更側重於推導這些“配方”背後的數學和物理邏輯。 清晰的結構與邏輯推進： 嚴格按照牛頓→拉格朗日→哈密頓的順序組織，保證瞭知識的連貫性和遞進性。 豐富的例題與習題： 每章末均配有大量具有挑戰性和啓發性的習題，幫助讀者鞏固理論，並訓練應用能力。 本書是為那些希望超越基礎力學描述，深入理解物理學更深層次結構的學生和研究人員量身打造的經典之作。掌握本書內容，即意味著掌握瞭描述宏觀世界運動的語言和工具。

评分☆☆☆☆☆

作為一個曾經在統計力學領域摸爬滾打過一段時間的“老油條”，我一直對市麵上的一些教材感到不滿意，它們要麼過於理論化，要麼就是內容陳舊。直到我遇見瞭《物理學經典教材：統計力學（第2版）》，我纔找到瞭真正符閤我需求的讀物。這本書的優點在於其內容的深度和廣度都恰到好處。作者在保證基本概念清晰的前提下，對一些前沿課題也進行瞭深入的探討，例如在書中看到瞭關於臨界現象和重正化群的介紹，這對於我當前的研究方嚮非常有幫助。而且，書中對於一些經典問題的處理方式也十分巧妙，往往能給齣一些意想不到的視角，讓我對一些熟悉的理論有瞭新的理解。例如，在討論費米統計和玻色統計時，書中不僅僅列舉瞭它們在不同係統中的應用，還花瞭大量篇幅去分析它們的統計性質是如何影響宏觀錶現的。這本書確實是那種可以反復閱讀、每次都能有新發現的寶藏。

评分☆☆☆☆☆

這本《物理學經典教材：統計力學（第2版）》給我帶來瞭太多驚喜！作為一名正在攻讀理論物理的研究生，我對統計力學的掌握程度一直感覺不夠紮實，尤其是那些看似基礎卻又常常被忽略的細節。翻開這本書，我立刻被它清晰的邏輯和詳盡的講解所吸引。作者沒有一開始就丟給我們一堆復雜的公式，而是循序漸進，從最基本的概念入手，比如微觀態、宏觀態的定義，以及它們之間的聯係。書中對玻爾茲曼熵的推導，以及如何從微觀動力學過渡到宏觀熱力學性質，講得非常透徹，讓我對熵這個概念有瞭全新的認識，不再是那個隻能死記硬背的公式。尤其讓我印象深刻的是，書中對係綜理論的講解，從微正則係綜到正則係綜，再到巨正則係綜，作者都給齣瞭非常直觀的物理圖像，並且詳細解釋瞭它們各自的適用範圍和優缺點。這種由淺入深、層層遞進的講解方式，極大地降低瞭學習的門檻，讓我能更自信地去應對後續更深入的學習和研究。

评分☆☆☆☆☆

說實話，在接觸這本書之前，我對統計力學學習的印象一直停留在“概念模糊，公式繁雜”的階段。很多時候，即使我能勉強推導齣一些公式，但對公式背後的物理意義卻理解得不夠深刻。然而，《物理學經典教材：統計力學（第2版）》徹底改變瞭我的看法。這本書最大的亮點在於，它非常注重培養讀者的物理直覺。作者在講解每一個概念時，都會輔以大量的物理圖像和類比，這對於像我這樣的“概念型”學習者來說，簡直是福音。例如，在討論相變時，書中不僅僅給齣瞭朗道的相變理論，還花瞭相當大的篇幅去解釋為什麼會齣現臨界現象，以及不同類型的相變在微觀層麵上是如何錶現的。此外，本書在對各種統計係綜的描述上，也力求生動形象，比如將正則係綜比作“一個與恒溫器接觸的係統”，生動地揭示瞭它與溫度的關係。這種“潤物細無聲”的教學方式，讓我不僅記住瞭公式，更重要的是理解瞭它們是如何在物理世界中運作的。

评分☆☆☆☆☆

我必須說，《物理學經典教材：統計力學（第2版）》是一本令人耳目一新的統計力學教材。我之前學習統計力學時，最頭疼的就是那些大量的數學推導，很多時候我都在懷疑自己到底在算什麼。這本書在這方麵做得非常齣色，它在保證數學嚴謹性的同時，把重點放在瞭物理的直觀理解上。作者在講解一些復雜的公式時，都會先給齣一個清晰的物理圖像，然後纔引入數學工具進行推導，這樣一來，讀者就能清楚地知道我們為什麼要做這些推導，以及推導齣來的結果在物理上意味著什麼。舉個例子，書中在講解配分函數時，不僅僅是給齣瞭數學定義，還深入剖析瞭配分函數如何包含瞭係統的所有信息，以及如何通過它來計算各種宏觀物理量。這種“先理解，後計算”的教學模式，大大提升瞭我的學習效率和興趣，讓我不再對統計力學感到畏懼，而是充滿瞭探索的動力。

评分☆☆☆☆☆

對於很多初學者來說，統計力學常常是物理學習中的一道坎。《物理學經典教材：統計力學（第2版）》這本書，則無疑是一把能夠輕鬆跨越這道坎的鑰匙。我特彆欣賞書中對基礎概念的反復強調和深入剖析，這一點在很多教材中是難以看到的。例如，作者在開篇就花瞭很大的篇幅去闡述“係綜”這個核心概念，並且通過不同係綜之間的聯係和區彆，幫助讀者建立起一個完整和清晰的認知框架。書中對於熱力學定律在統計力學中的體現，也給齣瞭非常細緻的講解，讓我明白瞭微觀粒子行為如何宏觀地錶現齣熱力學規律。此外，本書在內容的組織上非常閤理，循序漸進，使得學習過程更加順暢。我特彆喜歡書中結尾處的一些補充性內容，它們雖然不是核心，但卻能有效地拓展讀者的視野，讓我瞭解到統計力學在更廣泛領域的應用，為我未來的學習和研究方嚮提供瞭新的啓示。

评分☆☆☆☆☆

让我们用了个简单的理想实验来演示这样三个步骤。前面已经说过，原子是由一个原子核和环绕原子核运动的电子所组成；前面也已论述过，电子轨道的概念是可疑的。人们或许会主张，至少原则上应当能够观察到轨道中的电子。人们可以简单地通过一个分辨本领非常高的显微镜来观看原子，这样就应该能看到在轨道中运动的电子。当然，使用普通光的显微镜是不能达到这样高的分辨本领的，因为位置测量的不准确度决不能小于光的波长。但是一个用波长小于原子大小的γ射线的显微镜将能做到这一点。这样的显微镜尚未被制造出来，但这不应当妨碍我们讨论这个理想实验。

评分☆☆☆☆☆

由此可见，对一个实验进行理论解释需要有三个明显的步骤：（1）将初始实验状况转达成一个几率函数；（2）在时间过程中追踪这个几率函数；（3）关于对系统所作新测量的陈述，测量结果可以从几率函数推算出来。对于第一个步骤，满足测不难关系是一个必要的条件。第二步骤不能用经典概念的术语描述：这里没有关于初始观测和第二次测量之间系统所发生的事情的描述。只有到第三个步骤，我们才又从“可能”转变到“现实”。

评分☆☆☆☆☆

当量子论中的几率函数已在初始时间通过观测决定了以后，人们就能够从量子论定律计算出以后任何时间的几率函数，并能由此决定一次测量给出受测量的某一特殊值的几率。例如，我们能预测以后某一时间在云室中某一给定点发现电子的几率。应当强调指出，无论如何，几率函数本身并不代表事件在时间过程中的经过。它只代表一些事件的倾向和我们对这些事件的知识。只有当满足一个主要条件时：例如作了决定系统的某种性质的新测量时，几率函数才能和实在联系起来。只有那时，几率函数才容许我们计算新测量的可能结果。而测量结果还是用经典物理学的术语叙述的。

评分☆☆☆☆☆

书不错，包装也很好，影印版的就是划算。

评分☆☆☆☆☆

由此可见，对一个实验进行理论解释需要有三个明显的步骤：（1）将初始实验状况转达成一个几率函数；（2）在时间过程中追踪这个几率函数；（3）关于对系统所作新测量的陈述，测量结果可以从几率函数推算出来。对于第一个步骤，满足测不难关系是一个必要的条件。第二步骤不能用经典概念的术语描述：这里没有关于初始观测和第二次测量之间系统所发生的事情的描述。只有到第三个步骤，我们才又从“可能”转变到“现实”。

评分☆☆☆☆☆

第一个步骤，即将观测结果转达成一个几率函数，是可能做到的吗，只有在观测后满足测不准关系时，这才是可能的。电子的位置可以观测得这样准确，其准确度随γ射线的波长而定。在观测前电子可以说实际上是静止的。但是在观测作用过程中，至少有一个γ射线的光量子必须通过显微镜，并且必须首先被电子所偏转。因此，电子也被光量子所撞击，这就改变了它的动量和速度。人们能够证明，这种变化的测不准性正好大到足以保证测不准关系的成立。因此，关于第一个步骤，没有丝毫困难。

评分☆☆☆☆☆

在经典物理学中，当在进行精细的研究时，人们同样应当考虑到观测的误差。结果，人们就得到关于坐标和速度的初始值的几率分布，因此也就得到很类似于量子力学中的几率函数的某种东西。只是量子力学中由于测不准关系而必有的测不准性，在经典物理学中是没有的。

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正版好书，你值得拥有

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内容丰富，可根据需要阅读。