【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 l4020201 學(xué)分： 2 總學(xué)時(shí)： 32 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)： 0 課內(nèi)上機(jī)學(xué)時(shí)： 0 先修課程要求： 高等數(shù)學(xué)，大學(xué)物理 適應(yīng)專業(yè)： 應(yīng)用物理學(xué) 參考教材： 《原子物理學(xué)》，褚圣麟編，高等教育出版社 一、課程在培養(yǎng)方案中的地位、目的和任務(wù) 中國(guó)最龐大的實(shí)用下載資料庫(kù) (負(fù)責(zé)整理 . 版權(quán)歸原作者所有 ) 本課程是 應(yīng)用物理專業(yè)、電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的必修課程，是這些專業(yè)學(xué)習(xí)后續(xù)課程的一門重要的專業(yè)課，該課程既是一門專業(yè)課程，又是一門與信息光學(xué)、電子信息等學(xué)科結(jié)合非常緊密的物理類課程。可為應(yīng)用物理專業(yè)、電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。 二、課程的基本要求 掌握玻爾原子模型的基本理論，能夠運(yùn)用薛定諤方程討論與之有關(guān)的問(wèn)題。 掌握氫原子的量子力學(xué)解釋和能級(jí)、能級(jí)的精細(xì)結(jié)構(gòu)；掌握多電子原子的原子態(tài)和能級(jí)、光譜結(jié)構(gòu)，以及在中心場(chǎng)近似下的修正。 掌握固體的結(jié)構(gòu)和能帶理論，掌握組成固體的粒子的相互作用 和運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 掌握原子核和原子核中相互作用，粒子及粒子物理的基本內(nèi)容。 三、課程的基本內(nèi)容以及重點(diǎn)難點(diǎn) 本課程包括兩個(gè)部分：第一部分主要是介紹物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)量子物理的一些基本知識(shí)和概念，通過(guò)講解原子光譜及有關(guān)的物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)，介紹量子力學(xué)的一些基本知識(shí)和概念；第二部分主要是運(yùn)用這些知識(shí)和概念來(lái)討論原子、原子核、粒子及固體物理?；緝?nèi)容如下： 第一章 玻爾原子模型 掌握玻爾原子模型的基本理論，重點(diǎn)掌握玻爾原子模型的理論以及原子的核式結(jié)構(gòu)，了解原子核質(zhì)量的影響和弗蘭克 — 赫茲實(shí)驗(yàn)。 第二章 量子力學(xué)的初步介紹 掌握波粒二象性及對(duì)物質(zhì)波的統(tǒng)計(jì)解釋和不確定原理；掌握薛定諤方程及其解的理解。重點(diǎn)掌握薛定諤方程及其解的物理意義，即從幾個(gè)定態(tài)薛定諤方程的解出發(fā)，了解量子力學(xué)體系的特征及其物理意義。 第三章 單電子原子 重點(diǎn)掌握氫原子及類氫原子的定態(tài)薛定諤方程解，得到原子的波函數(shù)、能級(jí)和角動(dòng)量及其物理意義，用以解釋原子的躍遷幾率和選擇定則等。 第四章 氦原子和多電子原子 重點(diǎn)掌握全同粒子、泡利不相溶原理和交換效應(yīng)等重要概念，以及根據(jù)中心場(chǎng)近似的方法對(duì)多電子原子問(wèn)題處理的初級(jí)近似，和在此 基礎(chǔ)上進(jìn)一步考慮相互作用的修正后對(duì)多電子原子光譜和能級(jí)的特點(diǎn)的說(shuō)明。 第五章 固體結(jié)構(gòu)及導(dǎo)電性 重點(diǎn)在理解固體結(jié)構(gòu)及結(jié)合、金屬中的自由電子氣的基礎(chǔ)上，掌握固體的能帶理論。 第六章 原子核 掌握原子核的基本性質(zhì)、其穩(wěn)定性和結(jié)合能，特別是掌握好有關(guān)核力和核結(jié)構(gòu)，了解原子核的衰變、放射性以及裂變和聚變。 第七章 粒子物理 了解粒子的基本性質(zhì)和分類、了解粒子間的相互作用和物質(zhì)的基本組分。 四、實(shí)驗(yàn)要求 中國(guó)最龐大的實(shí)用下載資料庫(kù) (負(fù)責(zé)整理 . 版權(quán)歸原作者所有 ) 無(wú)實(shí)驗(yàn)要求 五、課程學(xué)時(shí)分配 章節(jié) 內(nèi)容 學(xué)時(shí) 其中實(shí)驗(yàn)（上機(jī)學(xué)時(shí)） 備注 1 玻爾原子模型 6 2 量子力學(xué)的初步介紹 8 3 單電子原子 6 4 氦原子和多電子原子 10 5 固體結(jié)構(gòu)及導(dǎo)電性 8 6 原子核 6 7 粒子物理 4 六、考核方式 開卷或閉卷考試 七、制訂執(zhí)筆者： 審核者： 批準(zhǔn)者： 熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理 課程編號(hào)： 14020201 課程名稱： 熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理 學(xué)分： 4 總學(xué)時(shí)： 64 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)： 0 課內(nèi)上機(jī)學(xué)時(shí)： 0 先修課程要求： 高等數(shù)學(xué)， 大學(xué)物理 適應(yīng)專業(yè)： 應(yīng)用物理學(xué)，物理教改班 參考教材： 《熱力學(xué) 統(tǒng)計(jì)物理》汪志誠(chéng) 高等教育出版社 1993年 《統(tǒng)計(jì)物理學(xué)》 王誠(chéng)泰 清華大學(xué)出版社 1991年 《熱力學(xué) 統(tǒng)計(jì)物理》習(xí)題選解 繆勝清 安徽大學(xué)出版社 1998年 《熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)》 馬本堃、高尚惠、孫煜 高等教育出版社 1980年 一、課程在培養(yǎng)方案中的地位、目的和任務(wù) 該課程屬于應(yīng)用物理類專業(yè)學(xué)生的專業(yè)選修課程，其內(nèi)容涉及熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理兩大部分，是該專業(yè)的基礎(chǔ)專業(yè)課。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生基本上可掌握熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理的基本原理 和理論，便于今后相關(guān)理論課程的學(xué)習(xí)或更深入地開展理論研究工作的需要。 二、課程的基本要求 第一章 熱力學(xué)的基本規(guī)律 掌握對(duì)熱力學(xué)系統(tǒng)的平衡狀態(tài)及其描述、物態(tài)方程、熱力學(xué)第零定律、第一定律、第二 中國(guó)最龐大的實(shí)用下載資料庫(kù) (負(fù)責(zé)整理 . 版權(quán)歸原作者所有 ) 定律，理想氣體的內(nèi)能、絕熱過(guò)程、卡諾循環(huán)、熵和熱力學(xué)的基本方程，功的計(jì)算，熵增加原理的簡(jiǎn)單運(yùn)用；理解溫度、熱力學(xué)溫標(biāo)的概念，克勞修斯等式和不等式，自由能和基本函數(shù)。 第二章 均勻物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì) 理解氣體的節(jié)流過(guò)程和絕熱膨脹過(guò)程，特性函數(shù)，平衡輻射的熱力學(xué)；掌握內(nèi)能、焓、自由能和吉布斯函數(shù)的全微分，麥?zhǔn)详P(guān)系的簡(jiǎn)單應(yīng) 用，基本的熱力學(xué)函數(shù)的確定；了解磁介質(zhì)的熱力學(xué)和低溫的獲得。 中國(guó)最大的資料庫(kù)下載 第三章 單元系的相變 理解熱動(dòng)平衡判據(jù)，單元系的復(fù)相平衡條件，單元復(fù)相系的平衡條件，液滴的形成；掌握開系的熱力學(xué)基本方程，臨界點(diǎn)和氣液兩相的轉(zhuǎn)變，相變的分類；了解臨界現(xiàn)象、臨界指數(shù)和朗道連續(xù)相變理論。 第四章 多元系的復(fù)相平衡和化學(xué)平衡 理解多元系的復(fù)相平衡條件，化學(xué)平衡條件，理想氣體的化學(xué)平衡；掌握多元系的熱力學(xué)函數(shù)和熱力學(xué) 方程，吉布斯相律，二元系相圖，混合理想氣體的性質(zhì)。 第六章 近獨(dú)立粒子的最概然分布 理解粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的經(jīng)典描述，粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的量子描述，粒子微觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述，等概率原理；掌握分布和微觀狀態(tài)，玻耳茲曼分布、玻色分布和費(fèi)米分布以及三種分布的關(guān)系。 第七章 玻耳茲曼統(tǒng)計(jì) 理解能量均分定理；掌握熱力學(xué)的統(tǒng)計(jì)表達(dá)式，理想氣體的物態(tài)方程，麥克斯韋速度分布律，理想氣體的內(nèi)能和熱容量，理想氣體的熵，固體熱容量的愛因斯坦理論；了解順磁性固體和負(fù)溫度狀態(tài)。 第八章 玻色統(tǒng)計(jì)和費(fèi)米統(tǒng)計(jì) 理解玻色－愛因斯坦凝聚，金屬中的自由電子氣體；掌握弱 簡(jiǎn)并玻色氣體、費(fèi)米氣體和光子氣體熱力學(xué)的統(tǒng)計(jì)表達(dá)式，簡(jiǎn)并理想費(fèi)米氣體簡(jiǎn)例；了解準(zhǔn)二維電子氣體與量子霍耳效應(yīng)。 第九章 系綜理論 理解相空間和劉維爾定理；掌握微正則分布、正則分布、巨正則分布和它們對(duì)應(yīng)的熱力學(xué)公式，鐵磁性的平均場(chǎng)理論，巨正則分布的簡(jiǎn)單應(yīng)用，固體的熱容量；了解液 He 的性質(zhì)和朗道超流理論。 三、課程的基本內(nèi)容以及重點(diǎn)難點(diǎn) 第一章 熱力學(xué)的基本規(guī)律 基本內(nèi)容：熱力學(xué)系統(tǒng)的平衡狀態(tài)及其描述，熱平衡定律和溫度，物態(tài)方程，功，熱力學(xué)第一定律，熱容量和焓，理想氣體的內(nèi)能，理想氣體的絕熱過(guò)程，理想氣體的卡諾循環(huán) ，熱力學(xué)第二定律，卡諾定理，熱力學(xué)溫標(biāo)，克勞修斯等式和不等式，熵和熱力學(xué)基本方程，理想氣體的熵，熱力學(xué)第二定律的普遍表述，熵增加原理的簡(jiǎn)單應(yīng)用，自由能和吉布斯函數(shù)。 重點(diǎn)和難點(diǎn)：熱力學(xué)系統(tǒng)的平衡狀態(tài)及其描述，熱平衡定律，物態(tài)方程，熱力學(xué)第一定 中國(guó)最龐大的實(shí)用下載資料庫(kù) (負(fù)責(zé)整理 . 版權(quán)歸原作者所有 ) 律，熱容量和焓，理想氣體的內(nèi)能，熱力學(xué)第二定律，熱力學(xué)溫標(biāo)，克勞修斯等式和不等式，熵和熱力學(xué)基本方程，理想氣體的熵，熱力學(xué)第二定律的普遍表述，熵增加原理的簡(jiǎn)單應(yīng)用。 第二章 均勻物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì) 基本內(nèi)容：內(nèi)能、焓、自由能和吉布斯函數(shù)的全微分，麥?zhǔn)详P(guān)系的簡(jiǎn)單應(yīng)用，氣體 的節(jié)流過(guò)程和絕熱膨脹過(guò)程，基本的熱力學(xué)函數(shù)的確定，特性函數(shù)，平衡輻射的熱力學(xué)，磁介質(zhì)的熱力學(xué)，低溫的獲得。 重點(diǎn)和難點(diǎn)：內(nèi)能、焓、自由能和吉布斯函數(shù)的全微分，麥?zhǔn)详P(guān)系的簡(jiǎn)單應(yīng)用，基本的熱力學(xué)函數(shù)的確定，特性函數(shù)。 第三章 單元系的相變 基本內(nèi)容：熱動(dòng)平衡判據(jù)，開系的熱力學(xué)基本方程，單元系的復(fù)相平衡條件，單元復(fù)相系的平衡條件， 臨界點(diǎn)和氣液兩相的轉(zhuǎn)變，液滴的形成，相變的分類，臨界現(xiàn)象和臨界指數(shù)，朗道連續(xù)相變理論。 重點(diǎn)和難點(diǎn)：熱動(dòng)平衡判據(jù)，開系的熱力學(xué)基本方程，單元系的復(fù)相平衡條件，單元復(fù)相系的平衡條件， 臨界點(diǎn)和氣液兩相的轉(zhuǎn)變，液滴的形成。 第四章 多元系的復(fù)相平衡和化學(xué)平衡 基本內(nèi)容：多元系的熱力學(xué)函數(shù)和熱力學(xué)方程，多元系的復(fù)相平衡條件，吉布斯相律，二元系相圖舉例，化學(xué)平衡條件，混合理想氣體的性質(zhì)，理想氣體的化學(xué)平衡，熱力學(xué)第三定律。 重點(diǎn)和難點(diǎn)：多元系的熱力學(xué)函數(shù)和熱力學(xué)方程，多元系的復(fù)相平衡條件，吉布斯相律，二元系相圖，化學(xué)平衡條件，混合理想氣體的性質(zhì)，理想氣體的化學(xué)平衡，熱力學(xué)第三定律。 第六章 近獨(dú)立粒子的最概然分布 基本內(nèi)容：粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的經(jīng)典描述，粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的量子描述，粒子微觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述，等 概率原理，分布和微觀狀態(tài)，玻耳茲曼分布，玻色分布和費(fèi)米分布，三種分布的關(guān)系。 重點(diǎn)和難點(diǎn)：粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的經(jīng)典描述和量子描述，粒子微觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述，分布和微觀狀態(tài)，玻耳茲曼分布，玻色分布和費(fèi)米分布，三種分布的關(guān)系。 第七章 玻耳茲曼統(tǒng)計(jì) 基本內(nèi)容：熱力學(xué)的統(tǒng)計(jì)表達(dá)式，理想氣體的物態(tài)方程，麥克斯韋速度分布律，能量均分定理，理想氣體的內(nèi)能和熱容量，理想氣體的熵，固體熱容量的愛因斯坦理論，順磁性固體，負(fù)溫度狀態(tài)。 重點(diǎn)和難點(diǎn)：熱力學(xué)的統(tǒng)計(jì)表達(dá)式，理想氣體的物態(tài)方程，麥克斯韋速度分布律，理想氣體的內(nèi)能和熱容量，理想氣體的熵 ，固體熱容量的愛因斯坦理論。 第八章 玻色統(tǒng)計(jì)和費(fèi)米統(tǒng)計(jì) 基本內(nèi)容：熱力學(xué)的統(tǒng)計(jì)表達(dá)式，弱簡(jiǎn)并玻色氣體和費(fèi)米氣體，光子氣體，玻色－愛因斯坦凝聚，金屬中的自由電子氣體，簡(jiǎn)并理想費(fèi)米氣體簡(jiǎn)例，準(zhǔn)二維電子氣體與量子霍耳效應(yīng)。 重點(diǎn)和難點(diǎn)：弱簡(jiǎn)并玻色氣體和費(fèi)米氣體，光子氣體，玻色－愛因斯坦凝聚，金屬中的自由電子氣體，簡(jiǎn)并理想費(fèi)米氣體簡(jiǎn)例。 中國(guó)最龐大的實(shí)用下載資料庫(kù) (負(fù)責(zé)整理 . 版權(quán)歸原作者所有 ) 第九章 系綜理論 基本內(nèi)容：相空間、劉維爾定理，微正則分布，微正則分布的熱力學(xué)公式，正則分布，正則分布的熱力學(xué)公式，鐵磁性的平均場(chǎng)理論，巨正則分布，巨正則分布的熱力學(xué)公式，巨正則分布的簡(jiǎn)單應(yīng)用， 實(shí)際氣體的物態(tài)方程，固體的熱容量，液 He 的性質(zhì)和朗道超流理論。 重點(diǎn)和難點(diǎn)：微正則分布、正則分布、巨正則分布對(duì)應(yīng)的熱力學(xué)公式，鐵磁性的平均場(chǎng)理論，巨正則分布的簡(jiǎn)單應(yīng)用，實(shí)際氣體的物態(tài)方程，固體的熱容量。 四、實(shí)驗(yàn)要求 無(wú)實(shí)驗(yàn)要求 五、課程學(xué)時(shí)分配 章節(jié) 內(nèi)容 學(xué)時(shí) 備注 第 1章 熱力學(xué)的基本規(guī)律 1－ 1 熱力學(xué)系統(tǒng)的平衡狀態(tài)及其描述 1－ 2 熱平衡定律和溫度 1－ 3 物態(tài)方程 2 講授 1－ 4 功 1－ 5 熱力學(xué)第一定律 1－ 6 熱容量和焓 2 講授 1－ 7 理想氣體的內(nèi)能 1－ 8 理想氣體的絕熱過(guò)程 1－ 9 理想氣體的卡諾循環(huán) 2 講授 1－ 10 熱力學(xué)第二定律 1－ 11 卡諾定理 1－ 12 熱力學(xué)溫標(biāo) 2 講授 1－ 13 克勞修斯等式和不等式 1－ 14 熵和熱力學(xué)基本方程 1－ 15 理想氣體的熵 2 講授 1－ 16 熱力學(xué)第二定律的普遍表述 1－ 17 熵增加原理的簡(jiǎn)單應(yīng)用 1－ 18 自由能和吉布斯函數(shù) 2 講授 熱力學(xué)的基本規(guī)律習(xí)題課 2 討論 第 2章 均勻物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì) 2－ 1 內(nèi)能、焓、自由能和吉布斯函數(shù)的全微分 2－ 2 麥?zhǔn)详P(guān)系的簡(jiǎn)單應(yīng)用 2 講授 2－ 3 氣體的節(jié)流過(guò)程和絕熱膨脹過(guò)程 2－ 4 基本的熱力學(xué)函數(shù)的確定 2 講授 中國(guó)最龐大的實(shí)用下載資料庫(kù) (負(fù)責(zé)整理 . 版權(quán)歸原作者所有 ) 2－ 5 特性函數(shù) 2－ 6 平衡輻射的熱力學(xué) 2－ 7 磁介質(zhì)的熱力學(xué) 2－ 8 低溫的獲得 2 講授 均勻物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)習(xí)題課 2 討論 第 3章 單元系的相變 3－ 1 熱動(dòng)平衡判據(jù) 3－ 2 開系的熱力學(xué)基本方程 3－ 3 單元系的復(fù)相平衡條件 2 講授 3－ 4 單元復(fù)相系的平衡條件 3－ 5 臨界點(diǎn)和氣液兩相的轉(zhuǎn)變 3－ 6 液滴的形成 2 講授 3－ 7 相變的分類 3－ 8 臨界現(xiàn)象和臨界指數(shù) 3－ 9 朗道連續(xù)相變理論 2 講授 第 4章 多元系的復(fù)相平衡和化學(xué)平衡 4－ 1 多元系的熱力學(xué)函數(shù)和熱力學(xué)方程 4－ 2 多元系的復(fù)相平衡條件 4－ 3 吉布斯相律 2 講授 4－ 4 二元系相圖舉例 4－ 5 化學(xué)平衡條件 2 講授 4－ 6 混合