現代統計力學導論 [Introduction to Modern Statistical Mechanics] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 錢德勒 著，鞠國興 譯

圖書標籤:

• 統計力學
• 現代統計力學
• 熱力學
• 物理學
• 凝聚態物理
• 相變
• 漲落
• 非平衡態
• 計算物理
• 理論物理

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040366082

版次：1

商品编码：11187567

包装：平装

外文名称：Introduction to Modern Statistical Mechanics

开本：16开

出版时间：2013-01-01

用纸：胶版纸

页数：256

正文语种：中文

內容簡介

　　統計力學的近期進展已經使該領域發生瞭革命性的變化，使其成為自然科學所有領域中必不可少的基礎。這些重要的發現先前僅涵蓋在高等教材中，《現代統計力學導論》為已經學習瞭三個學期微積分並具有熱力學和量子理論基礎知識的學生設計瞭一種自給的處理方法來呈現這些發現。
　　《現代統計力學導論》包含瞭統計力學基礎的一些簡明解釋，例如測量與係綜平均之間的關係、平衡漲落和穩定判據的討論、勒讓德變換的應用等，也探討瞭統計力學的許多傳統而初等的應用。更為重要的是，該書討論瞭時間關聯函數（包括漲落一耗散定理以及朗之萬方程）、重正化群理論、濛特卡羅模擬、液體結構等專題中的一些基本原理和基本方法。
　　全書有150多個練習題，也包含瞭幾個計算機程序。書中的材料可以作為化學、生化、化學工程以及物理學等學科的高年級本科生以及研究生一學期的統計力學課程教學內容。

目錄

譯者序
前言
緻學生
第一章 熱力學基礎
1.1 熱力學第一定律與平衡
1.2 第二定律
1.3 第二定律的變分錶述
1.4 應用：熱力學平衡與溫度
1.5 輔助函數和勒讓德變換
1.6 麥剋斯韋關係
1.7 廣延函數和吉布斯一杜恒方程
1.8 強度函數
附加練習
參考文獻

第二章 平衡條件和穩定性條件
2.1 復相平衡
2.2 穩定性
2.3 在相平衡中的應用
2.4 平麵界麵
附加練習
參考文獻

第三章 統計力學
3.1 統計方法和係綜
3.2 微正則係綜和熱力學的理性基礎
3.3 正則係綜
3.4 一個簡單的例子
3.5 廣義係綜與吉布斯熵公式
3.6 無關聯粒子係統的漲落
3.7 平衡分布函數的另一種導齣方法
3.7.1 熵的廣延性
3.7.2 微正則係綜
3.7.3 正則係綜
附加練習
參考文獻

第四章 無相互作用的（理想）係統
4.1 占有數
4.2 光子氣體
4.3 聲子氣體或冷固體中原子位置的漲落
4.4 實際粒子的理想氣體
4.4.1 玻色子
4.4.2 費米子
4.5 金屬中的電子
4.6 經典理想氣體，經典極限
4.7 無結構經典粒子理想氣體的熱力學
4.8 稀薄原子氣體
4.9 稀薄雙原子分子氣體
4.1 0 氣體的化學平衡
附加練習
參考文獻

第五章 相變的統計力學理論
5.1 伊辛模型
5.2 晶格氣體
5.3 硝缺對稱性和關聯範圍
5.4 平均場理論
5.5 平均場理論的變分法
5.6 重正化群（RG）理論
5.7 二維伊辛模型的RG理論
5.8 二能級量子力學係統和伊辛模型之間的同構
附加練習
參考文獻

第六章 統計力學中的濛特卡羅方法
6.1 軌跡
6.2 濛特卡羅軌跡
6.3 非玻爾茲曼抽樣
6.4 量子濛特卡羅方法
附加練習
參考文獻
附錄

第七章 經典流體
7.1 相空間中的平均
7.2 約化位形分布函數
7.3 可逆功定理
7.4 g（r）與熱力學性質
7.5 衍射法測量g（r）
7.6 液體中的溶劑化作用與化學平衡
7.7 分子液體
7.8 硬盤係統的濛特卡羅模擬
附加練習
參考文獻
附錄

第八章 非平衡係統的統計力學
8.1 近平衡係統
8.2 昂薩格迴歸假設和時間關聯函數
8.3 應用：化學動力學
8.4 另一個應用：自擴散
8.5 漲落耗散定理
8.6 響應函數
8.7 吸收
8.8 摩擦力和朗之萬方程
附加練習
參考文獻
索引

現代統計力學導論 (Introduction to Modern Statistical Mechanics) 書籍簡介 本書旨在為讀者提供對現代統計力學理論的深入而全麵的理解。統計力學作為連接微觀物理世界與宏觀熱力學現象的橋梁，其理論框架的建立是現代物理學，特彆是凝聚態物理、粒子物理和宇宙學等領域不可或缺的基礎。本書的結構設計力求嚴謹而富有邏輯性，從基礎概念的闡述開始，逐步過渡到復雜係統的處理，最終涵蓋當前研究的前沿課題。 第一部分：基礎與統計描述 本書伊始，我們首先迴顧經典熱力學的基本原理，為後續統計力學方法的引入奠定基礎。隨後，重點轉嚮統計力學的核心概念：係綜理論。我們詳細闡述瞭微正則係綜（Microcanonical Ensemble）、正則係綜（Canonical Ensemble）和宏正則係綜（Grand Canonical Ensemble）的構建及其在處理不同邊界條件下的物理係統中的應用。玻爾茲曼統計（Boltzmann Statistics）作為宏觀係統與微觀分子運動的聯係，被細緻推導，特彆是對理想氣體模型的分析，展示瞭如何從微觀動力學性質導齣宏觀熱力學量。 在經典統計力學部分，我們深入探討瞭相空間（Phase Space）的概念、相體積的計算以及李ouville定理（Liouville's Theorem）在保守係統中的重要性。對於相互作用係統，我們引入瞭配分函數（Partition Function）作為核心計算工具，並討論瞭如何通過配分函數計算係統的熱力學量。針對經典係統的局限性，特彆是當係統粒子數很大且能量較高時可能齣現的“災難性”結果（如黑體輻射問題），本書自然而然地引嚮瞭量子統計的必要性。 第二部分：量子統計力學 量子統計是現代物理學的基石。本部分聚焦於費米-狄拉剋統計（Fermi-Dirac Statistics）和玻色-愛因斯坦統計（Bose-Einstein Statistics）。我們詳細討論瞭全同粒子概念的重要性，以及玻色子和費米子在量子統計中的行為差異。 對於費米子係統，我們著重分析瞭費米能級（Fermi Energy）、費米麵以及在零溫和有限溫度下的電子氣模型。這部分內容對於理解金屬的電學和熱學性質至關重要。對於玻色子係統，本書給予瞭相當的篇幅來討論玻色-愛因斯坦凝聚（Bose-Einstein Condensation, BEC）。從理想玻色氣體的理論推導齣發，我們詳細闡述瞭臨界溫度的確定、凝聚體的性質，以及現代實驗中實現和觀測BEC的技術挑戰與成果。 此外，我們還探討瞭微擾論在量子統計中的應用，例如對弱相互作用係統的處理，以及如何利用量子場論的視角來理解低能激發態。 第三部分：相互作用係統與漲落 真實的物理係統幾乎無一例外地存在粒子間的相互作用。本書在這一部分深入探討瞭處理相互作用的理論方法。對於稀薄氣體，我們應用維裏展開（Virial Expansion）來描述偏離理想氣體的行為。 對於更密集的係統，我們轉嚮瞭格林函數方法（Green's Function Method）在統計力學中的應用。這是現代理論物理學分析漲落和響應函數的核心工具。我們清晰地介紹瞭時間排序算符、因果性格林函數以及它們的譜分解。通過這些工具，讀者可以學習如何計算關聯函數，進而理解係統的動態性質和響應特性（如電導率、熱導率等）。 漲落理論是統計力學的精髓之一。我們通過漲落-耗散定理（Fluctuation-Dissipation Theorem）將係統的熱力學漲落與它對外部場的響應聯係起來，展示瞭這一深刻的物理普適性。 第四部分：相變與臨界現象 相變是統計力學中最引人注目的現象之一。本書係統地介紹瞭處理一級相變（如熔化、沸騰）和二級相變（如鐵磁性、超導性）的理論框架。 我們詳細分析瞭平均場理論（Mean-Field Theory），例如朗道（Landau）的相變理論，用以定性描述相變的性質和序參量（Order Parameter）的行為。然而，平均場理論的局限性促使我們進入更精確的範疇：重整化群（Renormalization Group, RG）理論。RG方法被認為是理解臨界現象的現代基石。本書將詳細闡述其基本思想，包括固定點、標度律和普適性概念，解釋瞭為什麼不同物理係統在臨界點附近錶現齣相同的普適行為。 第五部分：高級主題與現代應用 在全書的最後部分，我們將目光投嚮現代物理研究的前沿。 1. 非平衡態統計力學（Non-Equilibrium Statistical Mechanics）: 現實世界的大多數過程都處於非平衡態。我們介紹瞭玻爾茲曼輸運方程（Boltzmann Transport Equation）及其稀疏近似，以及如何利用它來研究擴散、熱傳導和粘滯性。對於遠離平衡的係統，我們討論瞭耗散的係統動力學描述，如朗之萬方程（Langevin Equation）和福剋-普朗剋方程（Fokker-Planck Equation）。 2. 濛特卡洛方法與計算統計力學: 鑒於許多相互作用係統的解析解難以獲得，本書強調瞭計算模擬的重要性。我們詳細介紹瞭濛特卡洛（Monte Carlo）方法，特彆是梅特波利斯算法（Metropolis Algorithm），以及它在求解配分函數和平均值方麵的應用。此外，對馬爾可夫鏈濛特卡洛（MCMC）方法的介紹，將使讀者能夠處理復雜的、高維的積分問題。 3. 拓撲序與量子信息: 簡要介紹瞭超越傳統朗道理論的相變——拓撲相變。這部分內容涉及拓撲絕緣體和拓撲超導體等前沿概念，展示瞭統計力學在新興物理分支中的強大解釋力。 目標讀者 本書適閤具備紮實微積分和基礎綫性代數知識的物理學、化學工程、材料科學及相關理工科專業的高年級本科生和研究生。它既可作為一門深入的統計力學課程教材，也可作為科研人員迴顧和深化理論基礎的參考書。本書通過嚴謹的數學推導、清晰的物理圖像和豐富的實例，確保讀者能夠真正掌握現代統計力學的精髓。

评分☆☆☆☆☆

我是一名對物理學充滿好奇的業餘愛好者，常常在網上搜尋能夠幫助我理解復雜物理概念的書籍。《現代統計力學導論》這本書，我是在一個物理學論壇上被一位資深用戶強烈推薦的。他提到這本書在理論的深度和廣度上都做得相當齣色，並且能夠很好地連接宏觀的熱力學現象與微觀的粒子行為。我之所以對它感興趣，是因為我總覺得物理學的很多現象背後都隱藏著統計規律，而統計力學正是揭示這些規律的關鍵。這本書的齣版年份也讓我覺得它足夠“現代”，能夠包含近些年統計力學領域的一些重要發展。我尤其期待書中關於相變和臨界現象的章節，這部分內容在凝聚態物理、粒子物理甚至生物統計學等領域都有著廣泛的應用。雖然我承認，我可能需要花費比一般讀者更多的時間來消化它，但我相信，這本厚重的著作所能帶來的知識迴報將是巨大的。

评分☆☆☆☆☆

這本書的編排方式給我留下瞭深刻的印象。在每一章的開始，作者似乎都清晰地界定瞭本章的學習目標，並且在後續的論述中，始終圍繞著這些目標展開。這對於我這樣容易在學習過程中迷失方嚮的人來說，是非常有益的。我注意到書中采用瞭大量的圖示和錶格，來輔助理解一些抽象的概念，比如在解釋配分函數的意義時，用瞭不少圖來可視化不同能量狀態的分布。這種圖文並茂的方式，大大降低瞭閱讀的門檻。而且，我翻閱到關於統計係綜的部分，作者似乎對正則係綜、巨正則係綜等進行瞭非常詳細的區分和闡述，並且給齣瞭它們之間的聯係，這在我之前接觸的資料中並不多見。這種細緻的梳理，有助於建立起對統計物理學基本框架的清晰認知。我非常期待閱讀完這本書後，能夠更加自信地去 tackling 更多復雜的物理問題。

评分☆☆☆☆☆

這本書絕對是為那些真正想理解統計力學精髓的人準備的。我花瞭幾個晚上粗略地瀏覽瞭一下，發現它的語言風格相當直接，沒有太多花哨的修飾，更注重概念的清晰呈現和數學推導的嚴謹性。例如，在講解熵的定義時，作者並沒有停留在宏觀的熱力學熵，而是深入到微觀狀態的數量，並輔以詳細的數學證明，這讓我對熵的本質有瞭更深層次的認識。而且，書中似乎還引入瞭一些前沿的理論，比如非平衡態統計力學的一些基本概念，這對於我來說是非常具有吸引力的。我注意到其中一些章節的習題設計得相當有挑戰性，這預示著這本書不僅僅是理論的介紹，更是一個需要讀者積極思考和動手實踐的學習工具。雖然它的深度可能對初學者來說有些挑戰，但對於有一定物理或數學基礎，並且希望將統計力學應用到更廣泛領域的人來說，這絕對是一本值得投入時間和精力的寶藏。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡潔大方，沉甸甸的紙張觸感很好，讓人立刻對其內容産生瞭期待。我一直對統計力學這個領域頗感興趣，但苦於基礎不夠紮實，許多更深入的課題總是難以入門。聽說這本《現代統計力學導論》是許多學者的推薦讀物，所以毫不猶豫地入手瞭。拿到書後，我翻看瞭目錄，發現它涵蓋瞭從基礎的玻爾茲曼分布、配分函數，到量子統計、相變理論等多個重要章節，這讓我對學習的完整性有瞭信心。雖然我還沒來得及深入閱讀，但從目錄的編排和章節的劃分來看，它似乎提供瞭一個循序漸進的學習路徑，能夠幫助讀者逐步建立起對現代統計力學框架的理解。我特彆關注的是其中關於濛特卡洛方法和模擬的部分，這在現代科學研究中扮演著越來越重要的角色，希望這本書能為我在這方麵提供紮實的理論基礎和實用的指導。總的來說，這本書給我留下瞭專業、係統、有深度的好印象，期待它能成為我學習統計力學道路上的重要夥伴。

评分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺是，它是一座通往統計力學殿堂的堅實橋梁，但這座橋需要使用者付齣努力纔能走過。我之前對統計力學的瞭解主要停留在一些基礎的公式和概念層麵，比如理想氣體的比熱等等，但對於其背後的深刻思想和應用，一直感到模糊。《現代統計力學導論》的齣現，恰好填補瞭這一空白。我注意到書中並沒有迴避復雜的數學推導，而是鼓勵讀者去理解推導過程，從而掌握其精髓。我尤其欣賞它對於量子統計部分的處理，據我瞭解，這是統計力學中一個非常重要且具有挑戰性的分支，很多書籍都可能草草帶過。這本書的齣現，讓我看到瞭深入學習量子統計物理學的希望。我已經迫不及待地想開始閱讀，希望通過這本書，能夠真正理解統計力學如何解釋從微觀粒子行為到宏觀物質性質的巨大跨越，並將其知識運用到我所研究的領域。

评分☆☆☆☆☆

好书值得买，多学点开阔思路。

评分☆☆☆☆☆

必须有一点一滴积累的过程。当结果出现在面前时，是如此的自然，简洁，优美，而发现的过程却漫长而艰辛。裁成天地之道，辅相天地之宜。

评分☆☆☆☆☆

挺好的，经典书籍，喜欢。挺好的，经典书籍，喜欢。挺好的，经典书籍，喜欢。

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

《现代统计力学导论》包含了统计力学基础的一些简明解释，例如测量与系综平均之间的关系、平衡涨落和稳定判据的讨论、勒让德变换的应用等，也探讨了统计力学的许多传统而初等的应用。

评分☆☆☆☆☆

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《现代统计力学导论》包含了统计力学基础的一些简明解释，例如测量与系综平均之间的关系、平衡涨落和稳定判据的讨论、勒让德变换的应用等，也探讨了统计力学的许多传统而初等的应用。

评分☆☆☆☆☆

《现代统计力学导论》包含了统计力学基础的一些简明解释，例如测量与系综平均之间的关系、平衡涨落和稳定判据的讨论、勒让德变换的应用等，也探讨了统计力学的许多传统而初等的应用。

评分☆☆☆☆☆

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