Игорь Евгеньевич Иродов - Физика макросистем. Основные законы

И.Е.Иродов
ФИЗИКА МАКРОСИСТЕМ. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ
Данное учебное пособие содержит теоретический материал, связанный с
методами изучения свойств и поведения макросистем — систем, состоящих из
очень большого числа частиц. Это термодинамика, молекулярно-кинетическая
теория и статистика (как классическая, так и квантовая). Помимо довольно
большого числа примеров, конце каждой главы приведены задачи на
соответствующий материал. Показано, как, по мнению автора, следует подходить
к их решению. Задачи тесно связаны с основным текстом, часто являются его
развитием и дополнением.
Для студентов физических и инженерно-технических специальностей вузов.
Содержание
Принятые обозначения
4
Предисловие
5
Введение
6
Глава 1. Первое начало термодинамики
9
§ 1.1. Состояние системы. Процессы
9
§ 1.2. Первое начало термодинамики
11
§ 1.3. Теплоемкость идеального газа
15
§ 1.4. Политропические процессы
18
§ 1.5. Молекулярно-кинетическая теория.
21
§ 1.6. Гипотеза о равнораспределении энергии по степеням свободы
25
§ 1.7. Газ Ван-дер-Ваальса
30
Задачи
33
Глава 2. Статистическая физика. Распределения
Максвелла и Больцмана
41
§ 2.1. Вероятность. Средние значения
41
§ 2.2. Распределение Максвелла.
45
§ 2.3. Опытная проверка распределения Максвелла
53
§ 2.4. Распределение Больцмана
54
Задачи
63
Глава 3. Второе начало термодинамики. Энтропия
71
§ 3.1. Второе начало термодинамики
71
§ 3.2. Энтропия
73
§ 3.3. О вычислении и применении энтропии
76
§ 3.4. Статистический смысл второго начала термодинамики
82
§ 3.5. Энтропия и вероятность.
85
§ 3.6. Термодинамические соотношения
89
Задачи
92
Глава 4. Квантовые статистики и их применения
99
§ 4.1. Квантовые статистики
99
§ 4.2. Распределение Ферми-Дирака для электронов в металлах
103
§ 4.3. О зонной теории. Электропроводность
108

§ 4.4. Распределение Бозе-Эйнштейна для фотонного газа
112
§ 4.5. Теплоемкость твердого тела
117
Задачи
124
Глава 5. Состояния вещества
131
§ 5.1. Изотермы Ван-дер-Ваальса
131
§ 5.2. Фазовые переходы
133
§ 5.3. Жидкое состояние
137
§ 5.4. Кристаллическое состояние
144
§ 5.5. Плазма
146
Задачи
149
Глава 6. Неравновесные макросистемы
157
§ 6.1. Инверсная среда. Лазеры.
157
§ 6.2. Явления переноса.
162
§ 6.3. Молекулярно-кинетическая интерпретация явлений переноса.
168
Задачи
175
Приложения
185
Предметный указатель
189
Предметный указатель
- газа на стенку 23
Аддитивность 12, 74
- дополнительное 141
Адиабата 18, 19
- критическое 150
Анализ коэффициентов переноса 173
- под изогнутой поверхностью 140
Анизотропия 144
- фононного газа 129
Атомы «меченые» 170
- фотонного газа 25
Бозоны 98
- электронного газа 125
Вакуум 174
Диаграмма состояний 136
Вероятность 41
Диаметр молекулы эффективный 166
Вес статистический 82
Диффузия 162, 163
Волна дебройлевская 66
- тепловая 175
Время релаксации 10, 110
Диэлектрики 109
Вязкость 164
Длина свободного пробега средняя
Газ Ван-дер-Ваальса 30
166
- вырожденный 107
Дырки 111
- идеальный 15
Жидкость 137
- ультраразреженный 174
- перегретая 133
- фононный 120
Закон Бугера 158
- фотонный 112
- Дюлонга и Пти 117
- электронный 103, 104, 123
- кубов Дебая 123
Гипотеза о равнораспределении
- распределения Больцмана 55
энергии 26
- - Максвелла 48
- о тепловой смерти Вселенной 88
- - Максвелла-Больцмана 62
- флуктуационная Больцмана 88
- смещения Вина 116
Градиент плотности 164
- Стефана-Больцмана 115
Давление внутреннее 31

Значения средние 42, 44
- — случайных величин 42
Зона валентная 108
- проводимости 110
- свободная 109
Зоны энергетические в кристалле 108
Излучение индуцированное
(вынужденное) 158
- когерентное 159
Изотерма критическая 131
Изотермы Ван-дер-Ваальса 131
- экспериментальные 131
Изоэнтропы 74
Интенсивность пучка 159
Испарение 134
Камера Вильсона 133
- пузырьковая жидководородная 133
Капилляр 143
Квазиимпульс 120
Квазичастицы 120
Колебания плазменные 147
Количество вещества 15
- теплоты 12
Конденсация пара 133
Коэффициент вязкости 164
- диффузии 164
- полезного действия 72
- само диффузии 171
- теплопроводности 165
Коэффициенты Эйнштейна 158
Кратность вырождения 158
Кривая испарения 136
- плавления 136
- сублимации 135, 136
Кристаллы атомные 145
- жидкие 137
- ионные 145
- металлические 145
- молекулярные 145
Лазер 160
Мазер 160
Макросистема --">