Для настоящего издания книга была значительно дополнена, а изложение ряда мест переработано. В особенности дополнены главы о конденсированных телах и неидеальных газах, о фаговых переходах второго рода и о флуктуациях (в последнюю, в частности, перенесена теория нетермодинамических флуктуации, появившаяся после 1950 г. и ранее изложенная в другом томе — «Электродинамике сплошных сред»).
Последние годы ознаменовались, как известно, в статистической физике большими достижениями, связанными с успешным применением к задаче многих тел методов, заимствованных из квантовой теории поля. В частности, получили свое разрешение многие вопросы об энергетических спектрах макроскопических тел, представлявшиеся неясными десять лет назад.
Эти методы, однако, не могли быть изложены в этом издании книги, и в этом смысле произведенная переработка недостаточно полна. Дело в том, что мы всегда стремились строить курс теоретической физики как единой науки, увязывая друг с другом изложение различных ее областей в разных томах. Между тем по общему плану этого курса данный том должен был бы следовать за томом, посвященным квантовой теории поля, и изложение соответствующих методов в этой книге должно было бы быть основано нл их разработке в предыдущем томе. Поскольку написание последнего еще не закончено, включение этих методов в настоящее издание книги не представлялось возможным. Но предыдущее издание давно разошлось и, по-видимому, среди читателей ощущается потребность в этой книге. Поэтому было признано целесообразным переиздан. пока, не откладывая больше, книгу в ее настоящем виде с тем, чтобы в дальнейшем, после издания тома IV, снова верну 1ься к се дальнейшей переработке.
Несмотря на тщательный отбор материала, объем каждого тома курса по мере непрерывного развития науки естественным образом возрастает. Поэтому, возможно, будет полезным указать, какая часть материала могла бы быть, по мнению авторов, опущена при изучении этой книги в объеме «теоретического минимума».
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ко второму изданию................ . , . 9
Из предисловия к первому изданию ................. П
Некоторые обозначения........................ 12
Глава I. Основные принципы статистики ............. 13
§ I. Статистическое распределение .........,..... 13
§ 2. Статистическая независимость . ,............. 19
§ 3. Теорема Лиувилля..................... 22
§ 4. Роль энергии ....................... 24
§ 5- Статистическая матрица .................. 28
§ 6. Статистическое распределение в квантовой статистике ... 35
§ 7. Энтропия........................ . 38
§ 8. Закон возрастания энтропии ................ 44
Глава II. Термодинамические величины .............. 50
§ 9. Температура ,....................... 50
§ 10. Макроскопическое движение................ 52
§ П. Адиабатический процесс.................. 54
§ 12. Давление ......................... 58
§ 33. Работа и количество тепла................. 62
§ 14. Тепловая функция..................... 65
§ 15. Свободная энергия и термодинамический потенциал ..... 66 § 16. Соотношения между производными термодинамических
величин.......................... 69
§ 17. Термодинамическая шкала температуры........... 73
§ 18. Процесс Джоуля—Томсона.................. 74
§ 19. Максимальная работа ................... 76
§ 20. Максимальная работа, производимая телом, находящимся
во внешней среде ..................... 78
§ 21. Термодинамические неравенства .............. 81
§ 22. Принцип Ле-Шателье ................ 84
§ 23. Теорема Нериста..........;*........... 87
§ 24. Зависимость термодинамических величин от числа частиц 90
§ 25. Равновесие тела во внешнем поле ............. 93
§ 26. Вращающиеся тела..................... 94
§ 27. Термодинамические соотношения в релятивистской области 96
Глава III. Распределение Гиббса ................. 100
§ 28. Распределение Гиббса ................... 100
§ 29. Распределение Максвелла ................. 103
§ 30. Распределение вероятностей для осциллятора...... . 108
§ 31. Свободная энергия в распределении Гиббса ........ 112
§ 32. Термодинамическая теория возмущений...........116
§ 33. Разложение по степеням Ь.................120
§ 34. Распределение Гиббса для вращающихся тел........127
§ 35. Распределение Гиббса с переменным числом частиц .... 129
§ 36. Вывод термодинамических соотношений из распределения
Гиббса...........................132
Глава IV. Идеальный газ .....................135
§ 37. Распределение Больцмана.................135
§ 38. Распределение Больцмана в классической статистике .... 137
§ 39. Столкновения молекул ................... 140
§ 40, Неравновесный идеальный газ ...............142
§ 41. Свободная энергия больцманевского идеального газа .... 145
§ 42. Уравнение состояния идеального газа ...........147
§ 43. Идеальный газ с постоянной теплоемкостью ........150
§ 44. Закон равнораспределения ................. 155
§ 45. Одноатомный идеальный газ................158
§ 46. Одпоатомный газ. Влияние электронного момента .....161
§ 47. Двухатомный газ с молекулами из различных атомов.
Вращение молекул ....................163
§ 48. Двухатомный газ с молекулами из одинаковых атомов.
Вращение молекул.....................168
§ 49. Двухатомный газ. Колебания атомов............170
§ 50. Двухатомный газ. Влияние электронного момента.....174
§ 51. Многоатомный газ.....................176
Глава V. Распределения Ферми и Бозе...............180
§ 52. Распределение Ферми ...................180
§ 53. Распределение Бозе . .-..................181
§ 54. Нсранновесные Ферми- и Бозе-газы............183
§ 55. Ферми- и Бозе-газы элементарных частиц.........185
§ 56. Вырожденный электронный газ ..............189
§ 57. Теплоемкость вырожденного электронного газа.......192
§ 58. Релятивистский вырожденный электронный газ.......195
§ 59. Вырожденный Бозс-газ...................197
§ 60. Черное излучение .....................200
Глава VI. Конденсированные тела.................209
§ 61. Твердые тела. Низкие температуры.............209
§ 62. Тгердыс тела. Высокие температуры............214
§ 63. Интерполяционная формула Дебая.............217
§ 64. Тепловое расширение твердых тел.............220
§ 65. Фонолы ..........................222
§ 66. Квантовая жидкость. Спектр бозевского типа........229
§ 67. Сверхтекучесть.......................234
§ 68. Квантовая жидкость. Спектр фермиевского типа ......240
§ 69. Электронный спектр металлов ...............247
§ 70. Электронный спектр твердых диэлектриков.........255
§ 71. Отрицательные температуры................257
Глава VII. Неипеальные газы...................260
§ 72. Отклонение газов от идеальности .............260
§ 73. Разложение по степеням плотности.............266
§ 74. Формула ван-дер-Ваальса .................268
§ 75. Полностью ионизированный газ ..............272
§ 76. Метод корреляционных функций..............276
s 77. Квантовомеханическое вычисление вириалыюго коэффициента............__•..............278
& 78. Вырожденный «пойти идеальный» Ъозе-газ.........?&?
§ 19. Вырожденный «почти идеальный» Ферми-газ с отталкиванием между частицами...................290
§ 80. Вырожденный «почти идеальный» Ферми-газ с притяжением
между частицами .....................297
Глава VIII. Равновесие фаз....................309
§ 81. Условия равновесия фаз..................309
§ 82. Формула Клапейрона — Клаузиуса.............313
§ 83. Критическая точка....................• 316
S 84. Свойства вещества вблизи критической точки........319
§ 85. Закон соответственных состояний..............324
Глава IX. Растворы....................... . 327
§ 86. Системы с различными частицами.............327
§ 87. Правило фаз........................328
§ 88. Слабые растворы......................330
§ 89. Осмотическое давление...................332
§ 90. Соприкосновение фаз растворителя.............333
§ 91. Равновесие по отношению к растворенному веществу .... 336 § 92. Выделение тепла и изменение объема при растворении . . . 338
§ 93. Взаимное влияние растворенных веществ..........341
§ 94. Растворы сильных электролитов..............343
§ 95. Смесь идеальных газов...................345
§ 96. Смесь изотопов ................'.....348
§ 97. Давление пара над концентрированным раствором.....350
.§ 98. Термодинамические неравенства в растворах........353
§ 99. Кривые равновесия.....................357
§ 100. Примеры диаграмм состояния ...............363
§ 101. Пересечение особых кривых поверхности равновесия .... 368 § 102. Газ и жидкость ......................369
Глава X. Химические реакции ..................374
§ 103. Условие химического равновесия, ............. 374
§ 104. Закон действующих масс..................375
§ 105. Теплота реакции......................378
§ 106. Ионизационное равновесие.................381
§ 107. Равновесие по отношению к образованию пар........384
Глава XI. Свойства вещества при очень больших плотностях . . . , 386
§ 108. Уравнение состояния вещества при больших плотностях . . . 386
§ 109. Равновесие тел с большой массой..............389
§ ПО. Энергия гравитирующего тела ...............39/
§ 111. Равновесие «нейтронной» сферы...............400
Глава XII. Флуктуации ......................405
§ 112. Распределение Гаусса....................405
§ 113. Распределение Гаусса для нескольких величин.......408
§ 114. Флуктуации основных термодинамических величин.....412
§ 115. Флуктуации в идеальном газе................419
§ 116. Формула Пуассона.....................421
§ 117. Флуктуации в растворах..................423
§ 118. Корреляция флуктуации.................. 425
§ И 9 Флуктуации в критической точке.............. 428
§ 120. Корреляция флуктуации в идеальном г-не......... 432
§ 121. Корреляция флуктуации во времени............ 43/
§ 122, Симметрия кинетических коэффициентов .......... 44 i
§ !23. Диссипативнап функция.................. 4!8
§ 124. Временная корреляция флуктуации нескольких величин ... 451
§ 125. Обобщенная восприимчивость................ 455
§ 126. Нетермодинамические флуктуации одной величины..... 463
§ 127. Нетермодинамические флуктуации нескольких величин . . . , 467
Глава XIII. Симметрия кристаллов.................474
§ 128. Симметрия по расположению частиц в теле.........474
^ 129. Симметрия по ориентации молекул............. 477
§ 130. Элементы симметрии кристаллической решетки.......479
§ 131. Решетка Бравэ ,......................480
§ 132 Кристаллические системы..................482
§ 133. Кристаллические классы..................487
§ 134. Пространственные группы.................489
§ 135. Обратная решетка.....................491
§ 136. Неприводимые представления проир-шственных rpjrm . . . 494
Глава XIV Фачовые переходы второго рода.............501
§ 137. Фазовые переходы второго рода..............501
§ 138. Скачок теплоемкости....................506
§ 139. Изменение симметрии при фазовом переходе второго рода 51! § НО Изолированные и критические точки непрерывного перехода 525 § 141. Фазовый переход второго рода в двухмерной решетке , , . 527
Глава XV. Поверхности ...................... 536
§ 142 Поверхностное натяжение................. 536
§ 143. Поверхностное натяжение кристаллов............ 540
§ 144. Поверхностное давление................• . 542
§ 145. Поверхностное натяжение растворов............ 545
§ 146. Поверхностное натяжение растворов сильных электролитов 547
§ 147 Адсорбция.......................'. . 548
§ 148. Смачивание ........................ 551
§ 149. Краевой угол ....................... 554
§ 150. Образование зародышей при фазовых переходах ...... 556
§ 151. Флуктуации изглба длинных молекул ........... 560
§ 152. Невозможность существования фаз в одномерных системах 564
Предметный указатель ........................566
Цена: 0руб.
