Жилинский А.П., Мискинова Н.А., Егорова Т.С. Основы статистической физики и физики твердого тела Изд. стереотип.

URSS. 2019. 208 с. ISBN 978-5-396-00935-6.

Белая офсетная бумага

Твердый переплет

Белая офсетная бумага.

Аннотация

В пособии изложены на основе квантовых представлений способы статистического описания свойств макроскопических элементов вещества, основанных на коллективном движении большого числа частиц. Приведенный в книге материал дает базовое образование, необходимое для освоения целого ряда технических приложений современной физики.

Книга будет полезной для широкого круга студентов, магистров, аспирантов, а также инженеров, которые хотят повысить свою... (Подробнее)

Оглавление

Предисловие
Введение
	1. Предмет статистической физики
	2. Основная задача статистической физики, функция распределения
	3. Разделы статистической физики
	4. Термодинамический метод. Статистическая термодинамика
	5. Некоторые предварительные выводы и определения
Часть 1.	Элементы статистической физики равновесных состояний
	1. Основные положения статистической физики
		1.1.	Фазовое пространство
		1.1.1.	Понятие фазового пространства
		1.1.2.	Элементарная фазовая ячейка
		1.2.	Функция распределения для макросистем
		1.2.1.	Вероятность и функция распределения
		1.2.2.	Статистическая независимость подсистем. Функция распределения для совокупности подсистем
		1.3.	Средние значения и флуктуации
		1.4.	Основной постулат статистической физики
		1.5.	Статистический вес (термодинамическая вероятность) и энтропия состояния
		1.5.1.	Статистический вес (термодинамическая вероятность) ()
		1.5.2.	Энтропия
	2. Элементы термодинамики
		2.1.	Состояние системы и термодинамические процессы
		2.1.1.	Состояние макросистемы
		2.1.2.	Термодинамические процессы
		2.2.	Закон возрастания энтропии (второе начало термодинамики)
		2.3.	Внутренняя энергия, теплота и работа
		2.3.1.	Внутренняя энергия и энтропия
		2.3.2.	Работа
		2.3.3.	Теплообмен и количество теплоты
		2.4.	Первое начало термодинамики. Химический потенциал
		2.5.	Внутренние термодинамические параметры (температура и давление)
		2.6.	Объединенная форма записи первого и второго законов термодинамики. Третье начало термодинамики (теорема Нернста)
		2.6.1.	Основное термодинамическое равенство. Изменение энтропии
		2.6.2.	Теплоемкость
		2.6.3.	Теплоемкость газов
		2.6.4.	Объединенная форма записи первого и второго законов термодинамики
		2.6.5.	Третье начало термодинамики (теорема Нернста)
		2.7.	Квазиравновесные тепловые процессы
		2.7.1.	Изотермический процесс
		2.7.2.	Изохорический процесс
		2.7.3.	Изобарический процесс
		2.7.4.	Адиабатный процесс
		2.7.5.	О "вечном" двигателе второго рода
		2.8.	Коэффициент полезного действия тепловых машин
		2.8.1.	Цикл Карно
		2.8.2.	Коэффициент полезного действия двигателя внутреннего сгорания
		2.9.	Условия равновесия взаимодействующих систем
		2.9.1.	Установление теплового равновесия
		2.9.2.	Условия термодинамического равновесия – общий случай
		2.9.3.	Равновесие во внешнем поле
	3. Функции распределения в равновесных системах
		3.1.	Распределение Гиббса
		3.2.	Классическая и квантовая статистики
		3.2.1.	Основной постулат квантовой статистики
		3.2.2.	Необходимость учета свойств симметрии волновых функций, описывающих поведение отдельных микрочастиц
		3.2.3.	Квантовомеханическое описание микросостояния
		3.3.	Квантовая статистика Ферми–Дирака
		3.4.	Квантовая статистика Бозе–Эйнштейна
		3.5.	Распределение частиц по энергии. Плотность состояний
		3.5.1.	Плотность состояний
		3.5.2.	Плотность состояний для почти свободных частиц
		3.5.3.	Распределение Ферми–Дирака по энергии и квазиимпульсу
		3.5.4.	Распределение по энергии Бозе–Эйнштейна
		3.6.	Переход квантовой статистики в классические распределения. Вырожденные и невырожденные состояния
		3.6.1.	Распределение Больцмана
		3.6.2.	Критерии вырождения для квазисвободных частиц
		3.7.	Классическое распределение Максвелла–Больцмана
		3.8.	Распределение Максвелла
		3.8.1.	Распределение по компонентам импульса и скорости
		3.8.2.	Распределение по модулю импульса и скорости
		3.8.3.	Распределение Максвелла по энергии частиц
		3.9.	Формула Больцмана
	4. Применение равновесных статистических распределений в физике твердого тела и газовых сред
		4.1.	Идеальный газ
		4.1.1.	Средняя скорость
		4.1.2.	Средняя энергия частиц идеального газа
		4.1.3.	Теорема о равнораспределении
		4.1.4.	Уравнение состояния идеального газа
		4.1.5.	Теплоемкость идеального газа
		4.2.	Реальные газы и агрегатные состояния вещества
		4.2.1.	Фазовое равновесие
		4.2.2.	Уравнение Ван-дер-Ваальса
		4.2.3.	Уравнение Ван-дер-Ваальса и фазовый переход газ-жидкость
		4.3.	Фотонный газ. Распределение Планка
		4.3.1.	Закон Кирхгофа, абсолютно черное тело
		4.3.2.	Распределение Планка
		4.4.	Фононный газ
		4.4.1.	Оптические и акустические фононы
		4.4.2.	Модель Эйнштейна–Дебая
		4.4.3.	Теплоемкость твердых тел
		4.5.	Энергетический спектр электронов в твердом теле. Электроны в металле
		4.5.1.	Энергетические зоны в твердых телах
		4.5.2.	Плотность состояний в зонах, положение уровня Ферми в металлах
		4.6.	Теплоемкость электронного газа в металлах
		4.7.	Статистика равновесных носителей в полупроводниках
		4.7.1.	Собственный полупроводник
		4.7.2.	Примесные полупроводники
		4.8.	Термоэлектронная эмиссия
		4.9.	Контактная разность потенциалов
		4.9.1.	Контактная разность потенциалов между металлами
		4.9.2.	Контакт металла с полупроводником
		4.9.3.	переход
Часть 2.	Элементы физической кинетики
	5. Задачи физической кинетики. Уравнение переноса
		5.1.	Физическая кинетика и процессы переноса
		5.2.	Кинетическое уравнение
		5.2.1.	Уравнение Больцмана
		5.2.2.	Время релаксации
		5.3.	Столкновения частиц, длина свободного пробега
		5.3.1.	Эффективное сечение столкновений
		5.3.2.	Длина свободного пробега
		5.3.3.	Характерные масштабы величин
		5.4.	Усредненные уравнения переноса
		5.4.1.	Уравнение непрерывности
		5.4.2.	Уравнение движения
	6. Электропроводность
		6.1.	Электропроводность газов и плазмы
		6.1.1.	Направленная скорость и электропроводность
		6.1.2.	Функция распределения электронов в электрическом поле
		6.1.3.	Решение кинетического уравнения в слабом электрическом поле
		6.2.	Электропроводность металлов
		6.3.	Собственная и примесная электропроводность полупроводников
		6.3.1.Подвижность носителей заряда
		6.3.2.	Концентрация носителей заряда в полупроводниках и электропроводность
		6.4.	Сверхпроводимость
	7. Диффузия
		7.1.	Общие соотношения
		7.2.	Физический механизм диффузии
		7.2.1.	Расчет диффузионного потока (микроскопический подход)
		7.3.	Уравнение диффузии и решение некоторых диффузионных задач
	8. Теплопроводность (перенос энергии)
		8.1.	Тепловой поток и уравнение переноса тепла
		8.1.1.	Тепловой поток
		8.1.2.	Уравнение переноса тепла
		8.2.	Теплопроводность твердых тел
		8.2.1.	Решеточная теплопроводность
		8.2.2 Электронная теплопроводность

Об авторах

Жилинский Алексей Петрович

Заведующий кафедрой физики Московского технического университета связи и информатики. Доктор физико-математических наук, профессор. Окончил радиотехнический факультет Ленинградского политехнического института имени М. И. Калинина. Автор более 100 публикаций, 6 учебников и учебных пособий. Область научных интересов: физика плазмы и твердого тела, волоконная оптика, физика лазеров, вопросы методики преподавания физики в высшей школе.

Мискинова Наталия Аркадьевна

Профессор Московского технического университета связи и информатики. Кандидат физико-математических наук, доцент. Окончила физический факультет Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова. Автор более 100 публикаций, 4 учебников и учебных пособий; имеет 3 авторских свидетельства и 12 патентов. Область научных интересов: волны в низкотемпературной плазме, излучение из волоконно-оптических световодов, астрофизика, вопросы методики преподавания физики в высшей школе.

Егорова Татьяна Саввишна

Кандидат физико-математических наук, доцент. Много лет проработала в Московском техническом университете связи и информатики. Окончила физический факультет Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова. Вела исследования в области физики диэлектриков. Автор более 30 научных публикаций и 2 учебных пособий.