Левич В.Г. Введение в статистическую физику

2-е изд., перераб. — М.: Гостехиздат, 1954. — 528 с.: ил.Изложение статистической физики в книге В.Г. Левича ведётся в квазиклассическом приближении: классическая статистика будет дополнена с самого начала предположением о дискретности состояний системы. Дело в том, что при рассмотрении большинства практически важных вопросов статистической физики почти не приходится использовать расчётный аппарат квантовой механики и достаточно квазиклассического приближения, в котором учитываются квантование состояний и некоторые другие особенности квантовых систем, но сохраняются наглядные представления классической механики. Общие представления о квантовании состояний даются в общем курсе физики.Подобный метод изложения не может, разумеется, претендовать на полную строгость и последовательность. Так, в теории вероятностей даётся чисто классическое определение вероятности и ничего не говорится о двояком квантовомеханическом и статистическом усреднении. При определении квазизамкнутой системы ничего не говорится о взаимоотношений между энергией взаимодействия и расстояниями между уровнями. Обходится молчанием вопрос о ширине уровней. Наконец, принцип тождественности элементарных частиц и квантовые статистики Бозе—Эйнштейна и Ферми—Дирака излагаются лишь в самом конце курса. Число примеров подобной нестрогости можно было бы дополнить. Автор сознательно пошёл на введение их в книгу, подчиняя её чисто практической цели — изложить, по возможности в доступной форме, основные вопросы статистической физики, представляющие принципиальный и практический интерес.В книгу включено свыше ста задач с решениями по всем разделам статистической физики.Введение
Задача и предмет статистической физики.
Необходимые сведения из механики.
Необходимые сведения из квантовой механики.
Число квантовых состояний.
Принцип тождественности элементарных частиц.
Основные понятия теории вероятностей
Понятие вероятности.
Закон сложения и статистическая независимость.
Условие нормирования и средние значения.
Флуктуации..
Задачи.
Кинетическая теория газов
Простейшая статистическая система — идеальный газ.
Распределение Максвелла.
Столкновения молекул со стенкой сосуда. Давление. Связь параметра α с абсолютной температурой.
Свойства распределения Максвелла.
Вычисление характерных величин для идеального газа.
Распределение Максвелла, выраженное через другие переменные. Флуктуация энергии.
Столкновения молекул между собой.
Длина свободного пробега.
Статистическое распределение
Квазинезависимые системы.
Статистическое распределение.
Вероятность состояний системы.
Распределение Гиббса.
Статистическая температура.
Свойства распределения Гиббса.
Переход к классической статистике.
Одноатомный газ как целое.
Статистическое равновесие и релаксация.
Статистическая термодинамика
Первое и второе начала феноменологической термодинамики и основная задача статистической термодинамики. Энергия макроскопической системы.
Работа и давление.
Изменение энергии системы в общей случае квазистатического процесса.
Энтропия и основное термодинамическое равенство.
Закон возрастания энтропии.
Применение закона возрастания энтропии к незамкнутым системам. Абсолютная шкала температур.
Максимальная работа процессов. Невозможность построения вечного двигателя второго рода.
Термодинамические потенциалы и основные термодинамические величины.
Статистический характер второго начала термодинамики.
Время релаксации и неполные равновесия.
Третье начало термодинамики.
Идеальные газы
Функция распределения для идеальных газов.
Распределение Максвелла—Больцмана и распределение Больцмана в однородном поле сил.
Вычисление теплоемкости двухатомных молекул с помощью классической статистики и закон равномерного распределения по степеням свободы.
Термодинамические функции системы, могущей находиться в двух квантовых состояниях.
Двухатомные молекулы.
Термодинамические функции двухатомных газов.
Колебательная функция состояний и вклад колебаний в энергию и теплоемкость.
Вращательная функция состояний и вклад вращения в термодинамические функции.
Многоатомные молекулы.
Практическое нахождение термодинамических величин.
Неидеальные газы
Учёт взаимодействия между молекулами.
Уравнение состояния неидеального газа.
Уравнение Ван-дер-Ваальса и закон соответственных состояний.
Термодинамические функции неидеальных газов.
Границы применимости полученных выражений.
Кристаллы
Строение кристаллов и тепловое движение в них.
Одномерная модель кристалла.
Длинные волны в трехмерном кристалле.
Функция состояний кристалла.
Термодинамические функции кристалла.
Сравнение теории с экспериментом.
Теория флуктуаций
Значение флуктуаций.
Полутермодинамическая теория флуктуаций.
Броуновское движение.
Флуктуации термодинамических величин в однородной системе.
Рассеяние света флуктуациями.
Общая теория флуктуаций энергии.
Влияние флуктуаций на чувствительность измерительных приборов и возникновение помех.
Системы с переменным числом частиц
Статистическое распределение в системах с переменным числом частиц.
Основное термодинамическое равенство и вычисление парциальных потенциалов.
Условия равновесия фаз.
Уравнение кривой фазового равновесия.
Скрытая теплота перехода и обсуждение формулы Клапейрона—Клаузиуса.
Равновесие между паром и конденсированной фазой.
Вычисление парциальных потенциалов и статистический расчёт равновесия пар — кристалл.
Кривые фазового равновесия.
Поверхностное натяжение и поверхностное давление.
Образование новой фазы.
Адсорбция газов.
Фазовые переходы второго рода.
Химические равновесия в газовой фазе.
Закон действующих масс.
Вычисление постоянной закона действующих масс.
Тепловая диссоциация атомов.
Теория растворов
Термодинамические функции разбавленного раствора.
Осмотическое давление.
Растворимость газов в жидкостях и твёрдых телах.
Влияние растворённого вещества на фазовые равновесия.
Теория растворов сильных электролитов.
Электрические и магнитные свойства вещества
Подсистема во внешних электрическом и магнитном полях.
Электрическая восприимчивость газов.
Сегнетоэлектрики.
Магнитные свойства вещества.
Магнитный момент системы.
Парамагнитная восприимчивость.
Свободная энергия и энтропия системы в магнитном поле.
Адиабатическое размагничивание.
Метод коррелятивных функций
Коррелятивные функции.
Уравнения для коррелятивных функций.
Уравнение состояния и энергия системы.
Уравнение состояния неидеальных газов.
Статистические распределения в квантовой статистике
Последовательный учет тождественности элементарных частиц.
Другой метод вывода статистического распределения.
Квантовые распределения для идеального газа.
Металлы
Свободные электроны в металлах.
Электронный газ в металле при абсолютном нуле.
Электронный газ в металле при низких температурах.
Равновесие между электронным газом в металле и в вакууме и термоэлектронная эмиссия.
Парамагнетизм свободных электронов.
Металлы и изоляторы.
Теория жидкого гелия ІІ
Общее обсуждение вопроса.
Свойства жидкого гелия.
Излучение
Чёрное тело.
Классическое рассмотрение чёрного излучения.
Формула Планка.
Статистика фотонного газа.
Термодинамические функции излучения.
Флуктуации излучения.
Приложения статистической физики к атомным и
ядерным системам
Вводные замечания.
Статистическая модель атома.
Статистическая теория ядра.
Статистическая теория ядерных реакций.
Приложения
Вычисление некоторых интегралов.
Интеграл Фурье.
Формула Стирлинга.
Теплоёмкость, свободная энергия и энергия набора линейных гармонических осцилляторов.
Литература по статистической физике и смежным вопросам
Предметный указательМногостраничное изображение хорошего качества с текстовым слоем и закладками.Термодинамика, физическая и коллоидная химия, смежные вопросы: аннотированный список литературы