一、课程性质与教学目的 《热力学与统计物理》课程是物理学专业四大力学课程之一,是物理学专业一门重要的专业基础课、理论必修课。它是研究物质热运动规律及热运动对宏观性质影响的基础理论课程。热力学是宏观理论,统计物理学是微观理论,两种方法相辅相成,相互融会贯通,取长补短。通过本课程的学习,应使学生掌握这两种研究方法,初步建立分析热现象的思路和方法,并培养学生分析问题、解决问题、进行创造性思维的能力,为本专业后续课程打下良好的基础。 二、基本要求通过本门课程的学习,应使学生能够掌握研究宏观物体热现象及热运动规律的方法,要求学生:(1)理解热现象的基本规律,即热力学第一定律、第二定律和第三定律,并在此基础上,应用数学方法得出物质各种宏观性质之间的关系、宏观过程进行的方向和限度等结论。(2)从宏观物质系统是由大量微观粒子所构成这一事实出发,用统计的观点深入到热现象和热运动的本质,把热力学基本规律归结于基本的统计原理,阐明其意义、解释涨落等现象。(3)学会从宏观到微观、从表象到本质地分析问题,深刻理解热力学方法和统计物理学方法的区别和联系,懂得数学方法在物理学研究中所起的重要作用,学会用发展、变化的辩证观点分析和解决实际问题。 各知识点的具体要求为:对热力学的基本规律,能够对热力学第零、一、二定律的概念有较深刻的认识,学会熵的计算等;对均匀物质的热力学性质,能够熟练运用麦氏关系,确定基本热力学函数,了解气体的节流过程和绝热膨胀过程;对单元系的相变、多元系的复相平衡和化学平衡,能够了解平衡判据、单元系的复相平衡的条件、多元系复相平衡的条件、相律等;对统计物理的基本概念,能够充分理解分布和微观状态的概念,了解粒子和系统运动状态的经典与量子描述;对玻耳兹曼统计,能够掌握等概率原理、M-B分布、热力学量的统计表达式、麦克斯韦速度分布律、能量均分定理、爱因斯坦的固体比热理论等;对玻色统计和费米统计,能够熟悉普朗克公式、光子气体、玻色—爱因斯坦凝聚、自由电子气体等;对系综理论,能够区分微正则系综、正则系综、巨正则系综的差异及其应用;对涨落理论,能够运用涨落的准热力学理论求解问题。