Пятый том общего курса физики, созданного в Калифорнийском университете для подготовки физиков и инженеров. Более строго, интересно и наглядно, чем это возможно при традиционном порядке изложения, рассмотрены вопросы статистической физики, кинетики и термодинамики различных систем. Приведено большое число примеров и задач. Обновлены терминология и наименования единиц физических величин.
Для физических, физико-технических и инженерно-физических специальностей вузов; может быть полезно преподавателям физики в высшей и средней школах.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие редактора перевода курса ............... 5
Предисловие редактора перевода V тома...............• 6
Из предисловия к Берклеевскому курсу физики............ 7
Из предисловия к V тому...................... 9
Указания для преподавателей и студентов.............. 11
Г л а в а 1. Характерные особенности макроскопических систем..... 15
1.1. Флуктуации в состоянии равновесия (17). 1.2. Необратимость и приближение к равновесию (26). 1.3. Дополнительные примеры (37). 1.4. Свойства равновесного состояния (40). 1.5. Теплота и температура (44). 1.6. Численные оценки (48). 1.7. Основные проблемы макроскопической физики (54). Сводка определений (59). Задачи (59).
Глава 2. Основные понятия теории вероятностей.......... 63
2.1. Статистические ансамбли (63). 2.2. Основные соотношения между . вероятностями (69). 2.3. Биномиальное распределение (71). 2.4. Средние значения (79). 2.5. Средние значения для системы спинов (84). 2.6. Непрерывные распределения вероятностей (91). Сводка определений (95). Основные формулы (96). Задачи (96).
I л а в а 3. Статистическое описание систем, состоящих из частиц .... 101
3.1. Перечисление состояний системы (102). 3.2. Статистический ансамбль (109). 3.3. Статистические постулаты (112). 3.4. Вычисление вероятностей (117). 3.5. Число состояний, доступных макроскопической системе (119). 3.6. Ограничения, равновесие и необратимость (125). 3.7. Взаимодействие между системами (130). Сводка определений (135). Основные формулы (136). Задачи (136).
1 лава 4. Тепловое взаимодействие................. 139
4-'- Распределение энергии между макроскопическими системами л к 4'^' Приближение к тепловому равновесию (145). 4.3. Температура (146). 4.4. Перенос небольшого количества теплоты (152). 4.5. Система в контакте с тепловым резервуаром (154). 4.6. Парамагнетизм (158). 4-7. Средняя энергия идеального газа (161). 4.8. Среднее давление идеального газа (167). Сводка определений (170). Основные формулы (171). Задачи (171).
та в а 5. Макроскопическая теория и макроскопические измерения . .
•1- Определение термодинамической температуры (181). 5.2. Высокие н низкие термодинамические температуры (185). 5.3. Работа, внутрен-5fi Эмергия и тепл°та (190). 5.4. Теплоемкость (196). 5.5. Энтропия (199). т,,,' ,^^енсивные и экстенсивные параметры (201). Сводка определе-""" (4)2). Основные формулы.(202). Задачи (203).
181
Глава 6. Каноническое распределение в классическом приближении 209 6.1. Классическое приближение (209). 6.2. Максвелловское распределение скоростей (216). 6.3. Свойства максвелловского распределения (219). 6.4. Эффузия и молекулярные пучки (225). 6.5. Теорема о равномерном распределении (230). 6.6. Приложения теоремы о равномерном распределении (232). 6.7. Молярная теплоемкость твердых тел (235). Сводка определений (240). Основные формулы (240). Задачи (240).
Глава 7. Общее термодинамическое взаимодействие......... 246
7.1. Зависимость числа состояний от внешних параметров (246). 7.2. Общие соотношения для состояния равновесия (251). 7.3. Применения к идеальному газу (256). 7.4. Основные положения статистической термодинамики (260). 7.5. Условия равновесия (264). 7.6. Равновесие между фазами (269). 7.7. Переход беспорядка в порядок (275). Сводка определений (282). Основные формулы (283). Задачи (283).
Г л а в а 8. Элементарная кинетическая теория процессов переноса .... 289 8.1. Средняя длина свободного пробега (290). 8.2. Вязкость и перенос импульса (294). 8.3. Теплопроводность и перенос энергии (301). 8.4. Самодиффузия и перенос молекул (304). 8.5. Электропроводность и перенос заряда (308). Сводка определений (310). Основные формулы (311). Задачи (311).
Приложения ......................'...... 316
П.1. Распределение Гаусса (316). П.2. Распределение Пуассона (320). П.З. Флуктуации энергии (322). П.4. Столкновения молекул и давление газа (324).
Математические замечания...................... 327
МЛ. Обозначения суммирования (327). М.2. Сумма геометрического ряда (327). М.З. Производная от In п\ для больших п (328). М.4. Значение Inn! для больших я (328). М.5. Неравенство ln*
М.6. Вычисление интеграла \ e~xZdx (330). М.7. Вычисление интег-
— 03 OD
ралов типа \e-ax*xndx (331). М.8. Математические символы (332). о
Дополнительные задачи........................ 332
Список литературы.......................... 335
ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА ПЕРЕВОДА КУРСА
Мы являемся свидетелями возникновения новых отраслей физики и все более глубокого проникновения ее во все области современной науки и техники. Возникает вопрос: как при этом правильно поставить преподавание общей физики, являющейся основой мировоззрения и специальных знаний будущего ученого и инженера? Что действительно важно понять и знать и чем можно пренебречь?
Вопросы об улучшении преподавания общего курса физики часто обсуждаются, однако принимаемые решения обычно не идут дальше очередного изменения программ. Одной из попыток создания современного курса общей физики были «Фейнмановские лекции по физике», получившие у нас заслуженное признание. Другая попытка радикального решения этой проблемы была предпринята в университете Беркли (США, Калифорния), где в 1961 г. был создан специальный комитет, состоявший из ученых, поставивших своей целью создание учебника нового типа. Первые два тома этого учебника (механика, электричество и магнетизм) вышли в 1965 г., в последние годы закончено издание трех остальных томов (волны, квантовая и статистическая физика). Кроме того, три небольшие книги содержат описание тридцати шести работ Берклеевской физической лаборатории, идейно связанной с новым общим курсом.
Создатели Берклеевского курса стремились изложить в учебнике классическую физику, органически связав ее с основными идеями специальной теории относительности, квантовой физики и статистики,— именно в этом-то и заключены основные достоинства учебника.
Курс предназначен не только для физиков, но и для будущих инженеров, химиков и биологов. Объем его значительно превосходит претензии даже физиков и оставляет поэтому как преподавателю, так и студенту большую свободу в выборе материала.
Следует отметить прекрасную организацию курса. Превосходнее рисунки, большое количество задач различной трудности (часто из смежных с физикой областей), описание классических опытов 11 выдержки из оригинальных работ увеличивают ценность и привлекательность курса.
Цена: 300руб.
