书名：材料物理基础

作者：高继华 谷坤明 谢玲玲

内容简介：

       本教材是应工科专业物理基础理论教学的要求，整理当前国内高校普遍使用的相关专业教材，并结合编者多年教学实践编写而成。全书共12章。第1章简述热力学基本规律与基础应用；第2章到第4章介绍统计物理，建立起宏观物理量与微观状态的桥梁，并主要介绍了近独立粒子系统的统计规律及其应用；第5章到第8章介绍微观粒子的性质和运动规律，包括薛定谔方程、力学量的算符理论、定态问题的近似方法；第9章到第12章在量子力学基础上应用热力学统计物理方法从微观或宏观角度分析研究固体材料微观结构与其性质的联系。为配合教学需要，每章附有若干习题。

      本书可作为材料科学及相关的工科专业学生学习的教材，也可供相关教学和科研人员参考。

本书特色：

       本书旨在帮助学生建立基于大学物理和高等数学的材料物理知识体系与培养逻辑思维方式，注重各章节内容之间的条理性与内在逻辑连接。从建立在大量实验观测基础上得到的系统宏观性质出发，简述热力学基本规律及其关系；而后介绍的统计物理基础内容，对系统宏观性质更深入地认识，揭示热力学的统计本质，将宏观物理量与微观状态相联系；微观粒子的性质与运动规律则从量子力学的波函数、薛定谔方程、力学量、微扰理论来讨论；在量子力学基础上应用热力学统计物理方法从微观或宏观角度分析研究固体材料的结构与性质。从物质的现象出发，层层深入分析物体宏观统计性质与微观粒子运动规律的联系，为进一步理解材料的结构与性能打下基础。

      针对材料科学与工程等工科专业的学科特点，根据多年实践教学经验，结合材料科学所需系统化地介绍热力学、统计物理、量子力学、固体物理的基本原理及应用。在满足教学的深度与广度前提下，扼要介绍基本理论内容。

      编写本书时，从便于学生（有高等数学和大学物理的基础）自学的角度出发，力图语言简明流畅便于教学，增强教材的科学性、教学适用性和先进性。

目录：

第1章 热力学基础知识

1．1 热平衡定律与温度

1．1．1 热力学基本概念

1．1．2 热平衡定律，温度的定义

1．2 热力学第一定律

1．2．1 热力学第一定律的表述

1．2．2 功的表达式

1．2．3 热量的表示式

1．3 热力学第二定律

1．3．1 热力学第二定律的两种表述

1．3．2 熵

1．3．3 热力学基本方程

1．3．4 理想气体的熵

1．4 热力学函数与特性函数

1．4．1 热力学函数

1．4．2 特性函数

1．4．3 其他简单系统的情形

1．5 麦克斯韦关系及其应用

1．5．1 麦克斯韦关系

1．5．2 麦克斯韦关系的应用举例

1．6 磁介质的热力学性质

1．6．1 简单磁介质系统的热力学性质

1．6．2 复杂磁介质系统

1．7 热力学第三定律

1．7．1 热力学第三定律的表述

1．7．2 绝热去磁降温

1．7．3 绝对熵

1．8 开放系统的热力学基本方程及化学势

1．8．1 开放系统的热力学基本方程

1．8．2 化学势

1．8．3 相平衡

本章思维导图

思考题

习题

第2章 近独立粒子的最概然分布

2．1 粒子运动状态的经典描述

2．1．1 相空间（μ空间）

2．1．2 自由粒子在相空间的运动状态

2．1．3 线性谐振子在相空间的运动状态

2．2 粒子运动状态的量子描述

2．2．1 线性谐振子

2．2．2 外磁场中的电子自旋

2．2．3 转子

2．2．4 经典描述与量子描述的差别

2．3 粒子运动状态的半经典近似

2．3．1 半经典近似

2．3．2 自由粒子的量子态

2．3．3 自由粒子的态密度

2．4 系统微观运动状态的描述

2．4．1 近独立的全同粒子系统

2．4．2 费米子和玻色子

2．4．3 全同性原理与定域系统

2．4．4 定域系统、玻色系统和费米系统量子态的区别

2．5 等概率原理

2．6 能级的分布与系统的微观状态

2．6．1 能级的分布

2．6．2 分布对应的系统微观状态

2．6．3 玻尔兹曼系统（定域系情形）的微观状态数

2．6．4 玻色系统的微观状态数

2．6．5 费米系统的微观状态数

2．6．6 非简并性条件

2．7 玻尔兹曼分布

2．7．1 玻尔兹曼分布的导出

2．7．2 单粒子量子态上的平均粒子数

2．7．3 平衡状态下的分布

2．8 玻色分布与费米分布

2．8．1 玻色分布

……

第3章 玻尔兹曼统计

第4章 玻色统计与费米统计

第5章 量子力学基本概念

第6章 波函数和薛定谔方程

第7章 力学量与粒子运动

第8章 定态问题的近似方法

第9章 晶体结构

第10章 晶格振动与固体的热学性质

第11章 固体能带理论

第12章 半导体

参考文献

附录

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