2022年遼寧師范大學(xué)熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理碩士研究生考研大綱及參考書(shū)目 正文

研究生入學(xué)考試大綱817熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理
制訂單位：遼寧師范大學(xué)物理與電子技術(shù)學(xué)院
817熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理研究生考試大綱
注意：本大綱為參考性考試大綱，是考生需要掌握的基本內(nèi)容。
一、課程簡(jiǎn)介：
熱力學(xué)是熱運(yùn)動(dòng)的宏觀理論。通過(guò)對(duì)熱現(xiàn)象的觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)和分析，人們總結(jié)出了熱現(xiàn)象的基本規(guī)律，即熱力學(xué)的三個(gè)定律。它們具有高度的可靠性和普遍性，以它們?yōu)榛A(chǔ)應(yīng)用數(shù)學(xué)方法，通過(guò)邏輯演繹可以得到物質(zhì)各種宏觀性質(zhì)之間的關(guān)系、宏觀過(guò)程進(jìn)行的方向和限度等結(jié)論，并且可以應(yīng)用熱力學(xué)理論研究一切宏觀物質(zhì)系統(tǒng)。但在實(shí)際應(yīng)用中，只有結(jié)合實(shí)驗(yàn)觀測(cè)的數(shù)據(jù)才能得到具體物質(zhì)的特性，而且把物質(zhì)看作連續(xù)體，也不考慮物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，因而無(wú)法解釋一些實(shí)際物理現(xiàn)象，這是它的局限性。
統(tǒng)計(jì)物理學(xué)是熱運(yùn)動(dòng)的微觀理論。它是從宏觀物質(zhì)系統(tǒng)是由大量微觀粒子所構(gòu)成這一基本事實(shí)出發(fā)，認(rèn)為物質(zhì)的宏觀性質(zhì)是大量微觀粒子性質(zhì)的集體表現(xiàn)，宏觀物理量是微觀物理量的統(tǒng)計(jì)平均值。它從一個(gè)基本統(tǒng)計(jì)原理出發(fā)深入到熱運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)，因而，在對(duì)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)作出某些假設(shè)之后，可以求得具體物質(zhì)的特性，并闡明產(chǎn)生這些特性的微觀機(jī)理。
因此，熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理是把宏觀唯象的熱力學(xué)理論和微觀的統(tǒng)計(jì)物理理論有機(jī)地結(jié)合在一起，是分析物質(zhì)宏觀物理性質(zhì)必不可少的兩個(gè)方面。本門(mén)課程與其它理論物理課程相輔相成，是培養(yǎng)理論物理研究生的重要基礎(chǔ)理論課程。
二、考核知識(shí)點(diǎn)及考核要求： 
《熱力學(xué)部分》
一、熱力學(xué)的基本規(guī)律
考核知識(shí)點(diǎn)：
1、熱力學(xué)系統(tǒng)的平衡狀態(tài)及其描述。
2、熱平衡定律和溫度。
3、熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用。
4、熱力學(xué)第二定律及其應(yīng)用。
5、熵增加原理及其應(yīng)用。
考核要求：
1、理解熱力學(xué)平衡態(tài)的性質(zhì)、特點(diǎn)及相關(guān)概念。
2、掌握準(zhǔn)靜態(tài)功的物理意義及其在簡(jiǎn)單系統(tǒng)、電介質(zhì)系統(tǒng)、磁介質(zhì)系統(tǒng)的應(yīng)用。
3、掌握熱力學(xué)第一定律及其物理意義；理解熱容量和焓的定義；焦耳定律的導(dǎo)出及其理論意義。
4、理解熱力學(xué)第二定律的物理意義；熵的引入、性質(zhì)及其在理想氣體的應(yīng)用。
5、掌握熵增加原理的物理意義、性質(zhì)及簡(jiǎn)單過(guò)程熵的計(jì)算。
二、均勻物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)
考核知識(shí)點(diǎn)：
1、內(nèi)能、焓、自由能和吉布斯函數(shù)的全微分。
2、麥?zhǔn)详P(guān)系的簡(jiǎn)單應(yīng)用。
3、氣體的節(jié)流過(guò)程和絕熱膨脹過(guò)程。
4、基本熱力學(xué)函數(shù)的確定。
5、特殊函數(shù)。
6、熱輻射的熱力學(xué)理論。
7、磁介質(zhì)的熱力學(xué)理論。
8、獲得低溫的方法。
考核要求：
1、熟練掌握不同系統(tǒng)的熱力學(xué)基本方程及其相應(yīng)的麥克斯韋關(guān)系的應(yīng)用。
2、了解特性函數(shù)方法。
3、熟練掌握各種熱力學(xué)函數(shù)的計(jì)算方法及應(yīng)用。
4、熟練掌握節(jié)流過(guò)程、絕熱膨脹的計(jì)算及物理意義的討論。
5、熟練掌握磁介質(zhì)熱力學(xué)的分析方法。
6、了解空窖輻射熱力學(xué)的計(jì)算和物理意義和低溫的獲得方法。
《統(tǒng)計(jì)物理部分》
一、微觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述
考核知識(shí)點(diǎn)：
1、粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的經(jīng)典描述。
2、粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的量子描述。
3、系統(tǒng)微觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述。
4、等概率原理。
5、分布和微觀狀態(tài)。
考核要求：
1、理解和掌握粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的經(jīng)典描述和量子描述。
2、理解不同系統(tǒng)微觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述、系統(tǒng)微觀狀態(tài)數(shù)的導(dǎo)出方法。
3、理解等幾率原理的物理意義。
二、近獨(dú)立粒子系統(tǒng)的最概然分布
考核知識(shí)點(diǎn)：
1、玻耳茲曼分布。
2、玻色分布和費(fèi)米分布。
3、三種分布的關(guān)系。
考核要求：
1、理解玻爾茲曼分布、玻色分布和費(fèi)密分布的導(dǎo)出方法及其這種方法的正確性和缺陷。
2、掌握三種分布的共性和區(qū)別，理解非簡(jiǎn)并條件的意義和運(yùn)用。
三、玻耳茲曼統(tǒng)計(jì)
考核知識(shí)點(diǎn)：
1、熱力學(xué)量的統(tǒng)計(jì)表達(dá)式。
2、理想氣體的物態(tài)方程。
3、麥克斯韋速度分布律。
4、能量均分定理。
5、理想氣體的內(nèi)能和熱容量。
6、理想氣體的熵。
7、固體熱容量的愛(ài)因斯坦理論。
8、順磁性固體。
9、負(fù)溫度狀態(tài)。
考核要求：
1、掌握熱力學(xué)量統(tǒng)計(jì)表達(dá)式的推導(dǎo)和應(yīng)用。
2、掌握使用玻耳茲曼分布計(jì)算（單原子分子、雙原子分子）理想氣體的各個(gè)熱力學(xué)函數(shù)。
3、掌握麥克斯韋速度分布律及其典型平均值的計(jì)算。
4、掌握能均分定理的證明以及適用范圍的局限性。
5、掌握運(yùn)用愛(ài)因斯坦模型計(jì)算固體熱容量的方法。
6、掌握根據(jù)粒子不同的能量形式（量子或經(jīng)典），計(jì)算系統(tǒng)各種熱力學(xué)函數(shù)的方法。
7、了解用玻耳茲曼分布處理順磁性固體的熱力學(xué)函數(shù)及相關(guān)性質(zhì)。
8、了解負(fù)溫度狀態(tài)的概念和應(yīng)用。
四、量子統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)
考核知識(shí)點(diǎn)：
1、熱力學(xué)量的統(tǒng)計(jì)表達(dá)式。
2、弱簡(jiǎn)并理想玻色氣體和費(fèi)米氣體。
3、光子氣體。
4、金屬中的自由電子氣體。
考核要求：
1、理解熱力學(xué)量統(tǒng)計(jì)表達(dá)式的推導(dǎo)和應(yīng)用。
2、了解弱簡(jiǎn)并理想玻色氣體和費(fèi)米氣體。
3、掌握玻色分布對(duì)于光子氣體的應(yīng)用。
4、掌握費(fèi)米分布對(duì)于金屬中電子氣體的應(yīng)用。
課程考試主要參考書(shū)：
汪志誠(chéng)編著《熱力學(xué).統(tǒng)計(jì)物理》（第五版），高等教育出版社（出版時(shí)間2013年1月）

遼寧師范大學(xué)

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