《熱力學(xué)統(tǒng)計物理》是一門研究物質(zhì)熱現(xiàn)象和熱運動規(guī)律的學(xué)科主干課程。 教學(xué)組積極探索教學(xué)改革,長期堅持開展教學(xué)研究,做到教學(xué)研究與教學(xué)實踐相結(jié)合,教學(xué)研究與科學(xué)研究相結(jié)合,同時將教學(xué)和科學(xué)研究成果融入課堂教學(xué)中,課程建設(shè)成果有特色,教學(xué)質(zhì)量得到全面提高。
《熱力學(xué)統(tǒng)計物理》是關(guān)于熱現(xiàn)象的宏觀理論和微觀理論,是物理 學(xué)、物理教育專業(yè)本科生的重要的必修課,在十二五教育改革和教學(xué)培養(yǎng)規(guī)劃中列為理論物理四大主干課程之一。對于物理專業(yè)的其它后續(xù)課程的學(xué)習(xí) 、其它相關(guān)專業(yè)(化學(xué)、力學(xué))的課程,以及從事相關(guān)科研都具有重要意義。
本課程主要講述熱力學(xué)和統(tǒng)計物理的基本概念、基本理論和重要應(yīng)用。其特點是與物理學(xué)的發(fā)展,特別是凝聚態(tài)物理的發(fā)展密切相關(guān)。
【主要內(nèi)容】
熱力學(xué)和統(tǒng)計物理兩大部分。是研究熱運動的規(guī)律及熱運動對物質(zhì)宏觀性質(zhì)的影響的科學(xué)。 主要內(nèi)容有:
熱力學(xué)的基本規(guī)律;均勻物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì);單元系的相變;多元系的復(fù)相平衡和化學(xué)平衡;不可逆過程熱力學(xué)簡介;近獨立粒子的最概然分布;玻耳茲曼統(tǒng)計;玻色統(tǒng)計和費米統(tǒng)計;系綜理論;漲落理論;非平衡態(tài)統(tǒng)計理論初步。
【熱力學(xué)】是熱運動的宏觀理論,它以三條通過大量事實總結(jié)出來的基本規(guī)律為基礎(chǔ),應(yīng)用數(shù)學(xué)方法,通過邏輯演繹可以得出物質(zhì)各宏觀性質(zhì)之間的關(guān)系、宏觀物理過程進行的方向和限度等結(jié)論,這些結(jié)論具有高度的可靠性和普遍性。
【統(tǒng)計物理學(xué)】是熱運動的微觀理論,它從宏觀物質(zhì)系統(tǒng)是由大量微觀粒子構(gòu)成的事實出發(fā),認為物質(zhì)的宏觀性質(zhì)是大量微觀粒子運動的集體表現(xiàn),宏觀物理量是微觀量的統(tǒng)計平均值,從而可以通過統(tǒng)計學(xué)的方法得到具體物質(zhì)的物性。
【教學(xué)目標和要求】
熱力學(xué)與統(tǒng)計物理是研究物質(zhì)熱現(xiàn)象和熱運動規(guī)律理論的物理課程。它是微觀理論研究和宏觀應(yīng)用之間的一座橋梁,前者采用宏觀的研究方法,后者采用微觀的研究方法。兩種方法相輔相成,取長補短。它將已學(xué)過的普物熱學(xué)課程進一步深化,并從理論體系上加以系統(tǒng)化,為進一步解決熱力學(xué)問題和后繼課程的學(xué)習(xí)打下堅實基礎(chǔ)。
因此,通過該課程的教學(xué),要讓學(xué)生達到以下基本要求:
1、掌握熱力學(xué)的基本規(guī)律(三個定律)和統(tǒng)計物理的基本理論,會用來解決一些基本的和與專業(yè)有關(guān)的一些熱運動方面的問題。
2、理解系統(tǒng)的各種平衡條件和正則分布,了解系統(tǒng)的相變理論,非平衡態(tài)統(tǒng)計和漲落理論。
3、掌握研究物質(zhì)系統(tǒng)熱力學(xué)性質(zhì)的理論方法,能從宏觀和微觀結(jié)構(gòu)兩個不同角度解釋說明宏觀系統(tǒng)與熱現(xiàn)象有關(guān)的規(guī)律性。
4、使學(xué)生能夠掌握這兩種研究方法,為今后的進一步學(xué)習(xí)與研究打下必要的基礎(chǔ)。
