自然科学总论
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219千字
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2024-11-01
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主编推荐语
本书是钱学森关于“物理力学”课程教学实践研究的学术专著。
内容简介
本书从物质的微观结构出发，提供计算机工程技术和所用介质和材料的热力学性质的方法。
本书为基础学科讲义，全书共13章。第1章绪论阐明了物力学的内容、观点和方法，第2、第3、第4章讲述量子力学、统计学基本原理，第5章到第9章分别介绍理想气体、固体的液体的热力学性质，说明了从分子结构计算材料宏观性质的方法，第10章到第13章阐述处理各种输运过程的理论和计算方法，例如热传导、黏滞性、扩散、中子慢化及热辐射等。
目录
- 版权信息
- 内容提要
- 前言
- 第1章 绪论
- 1.1 什么是物理力学？
- 1.2 物质的结构
- 1.3 原子半径与分子结构
- 1.4 物质结构概念的应用
- 第2章 量子力学
- 2.1 薛定谔波动方程
- 2.2 振幅方程
- 2.3 波函数的物理意义
- 2.4 谐振子
- 2.5 点粒子的体系
- 2.6 氢原子
- 2.7 自由粒子
- 2.8 氢原子的内部动力学
- 2.9 类氢原子的能级
- 2.10 电子自旋
- 2.11 分子能级的分类
- 2.12 分子的波动方程
- 2.13 双原子分子
- 2.14 U（r）的性质
- 2.15 刚性线转子的简单势
- 2.16 莫尔斯势
- 2.17 多原子分子
- 第3章 统计力学基础
- 3.1 体系的系集
- 3.2 关于微观性质的准备知识
- 3.3 一个系集状态的一般性质
- 3.4 关于平均的规则
- 3.5 一个经典系集的描写
- 3.6 可及性（主要是经典部分）
- 3.7 关于相似体系的系集的可及态 对称群和反对称群
- 3.8 关于真实系集本征函数的对称类型
- 3.9 计算普通系集可及态的捷径
- 3.10 关于定域系配容的计算
- 第4章 恒定体系系集的一般原理
- 4.1 权重
- 4.2 几个简单体系的状态的权重
- 4.3 可及态（配容）的计算
- 4.4 两组定域线性振子的系集
- 4.5 最陡下降法的简单描述
- 4.6 平均值和统计温标
- 4.7 多自由度体系及退化体系
- 4.8 线性谐振子
- 4.9 二维及三维谐振子
- 4.10 没有轴自旋的刚性转子
- 4.11 有绕轴自旋的刚性转子（对称陀螺）
- 4.12 两组非定域系组成的系集
- 4.13 数学推导
- 4.14 结果之摘要
- 4.15 退化体系
- 4.16 经典统计力学
- 4.17 无结构质点在盒子中的运动
- 4.18 系集的外作用力
- 4.19 统计力学与热力学之间的关系
- 4.20 热力学定律
- 4.21 由统计力学推导热力学
- 4.22 热力学量与统计力学量之间的关系
- 4.23 经典统计的热力学公式
- 4.24 玻尔兹曼常数和气体常数
- 4.25 以热力学温度T表示的分布律
- 第5章 理想气体
- 5.1 平移运动量子化
- 5.2 麦克斯韦定律的经典推导
- 5.3 经典统计力学和经典力学
- 5.4 经典的和不激发的自由度
- 5.5 电子的自由度
- 5.6 理想气体的热容量
- 5.7 单原子分子
- 5.8 常温时的双原子气体
- 5.9 双原子分子转动的经典处理
- 5.10 核对称
- 5.11 单原子分子的修正公式
- 5.12 常温时双原子分子热力学函数的计算公式
- 5.13 振动自由度
- 5.14 高温下的双原子气体
- 5.15 非谐性和相互作用的校正
- 5.16 电子的贡献
- 5.17 刚体的转动自由度
- 5.18 多原子分子的振动自由度
- 5.19 多原子分子热力学函数的计算公式
- 5.20 振动贡献的近似计算
- 5.21 化学平衡常数
- 5.22 能量均分
- 第6章 固体的热学性质
- 6.1 连续弹性固体的简正振型
- 6.2 连续介质的配分函数
- 6.3 热辐射
- 6.4 无内部结构原子的晶体
- 6.5 电子及原子核对配分函数的贡献
- 6.6 晶体的平均性质
- 6.7 晶体的热力学函数 能量的修正
- 6.8 德拜近似下的热力学函数
- 6.9 德拜近似与实验的比较
- 6.10 由分子组成的晶体
- 6.11 离子或复杂晶格晶体
- 6.12 金属和绝缘体
- 6.13 电子气的统计
- 6.14 λ很小和λ很大时的展开式
- 6.15 电子气的热力学函数
- 6.16 应用于金属时公式的修正
- 6.17 金属的电子热容量
- 第7章 固体的物态方程
- 7.1 物态方程
- 7.2 原子间的相互作用
- 7.3 作为形变的函数的特征频率
- 7.4 格林艾森物态方程
- 7.5 等体积过程
- 7.6 两种比热容的比率
- 7.7 绝热过程
- 7.8 等温过程
- 7.9 等压过程
- 7.10 振幅和熔点
- 7.11 泊松比和杨氏模量
- 第8章 非理想气体
- 8.1 非理想气体的配分函数
- 8.2 分子分布律
- 8.3 非理想气体的一级近似 短程力
- 8.4 非理想气体的热力学性质
- 8.5 几个简单的模型
- 8.6 经验及半经验物态方程
- 8.7 分子间的相互作用
- 8.8 色散能的形式
- 8.9 重叠能的形式
- 8.10 分子间相互作用的总表示式
- 8.11 由伦纳德-琼斯势所求得的第二位力系数表示式
- 8.12 与实验的比较
- 8.13 分子的转动和内部势能
- 8.14 高级位力系数和高压下的状态方程
- 8.15 用位力系数表示的非理想气体的热力学函数
- 第9章 液体和稠密气体
- 9.1 气体或液体的自由能
- 9.2 液体的几个粗糙模型
- 9.3 液体和气体以及液体和固体的关系
- 9.4 对粗糙模型的热力学函数推导
- 9.5 熔点的基本热力学理论
- 9.6 沸点的基本热力学理论——特鲁顿定律
- 9.7 分子间势能和对比状态方程
- 9.8 伦纳德-琼斯和德文沙液体理论
- 9.9 状态方程和临界数据
- 9.10 在小体积和低温下的渐近展开——液体理论
- 9.11 液-气平衡
- 9.12 热膨胀和压缩系数
- 9.13 定压比热容
- 9.14 正常液体的声速
- 9.15 气体在高温高压下的性质
- 9.16 液体和稠密气体的更精确的理论
- 第10章 输运过程的一般理论
- 10.1 离开热平衡的小偏差
- 10.2 昂萨格倒易关系
- 10.3 不可逆热力学
- 10.4 固体中的热传导
- 10.5 各向同性物质中的普遍输运过程
- 10.6 流体中输运过程的唯象定律
- 10.7 索赖脱效应和杜福效应
- 10.8 具有化学反应的输运过程
- 10.9 不可逆热力学的其他应用
- 第11章 黏滞性，扩散和热传导
- 11.1 气体中的碰撞数
- 11.2 平均自由程
- 11.3 碰撞后的速度持续
- 11.4 气体黏滞性的初等理论
- 11.5 弹性球分子气体的黏滞性
- 11.6 实际气体的黏滞性
- 11.7 气体中的热传导
- 11.8 二元混合物中的扩散
- 11.9 弛豫时间和体积黏度
- 11.10 稠密气体的输运过程
- 11.11 液体的黏滞系数
- 11.12 液体的热传导
- 11.13 固体的热传导
- 11.14 金属中的热传导
- 第12章 中子的扩散和减速
- 12.1 中子在纯吸收介质中的扩散
- 12.2 点源和平面源之间的关系
- 12.3 扩散理论近似
- 12.4 玻尔兹曼方程的精确解
- 12.5 精确解与扩散理论的比较
- 12.6 边界附近扩散理论的修正
- 12.7 中子扩散的一些简单例子
- 12.8 由弹性散射引起的中子减速
- 12.9 年龄方程的推导
- 12.10 平面单一能量源的中子减速
- 12.11 年龄方程的应用范围
- 12.12 年龄方程的应用
- 12.13 靠近边界的解
- 第13章 热辐射
- 13.1 辐射场
- 13.2 辐射和物质的相互作用
- 13.3 辐射热通量
- 13.4 边界条件
- 13.5 流体的发射率
- 13.6 质量吸收系统
- 13.7 薛定谔方程的含时微扰
- 13.8 爱因斯坦跃迁概率
- 13.9 爱因斯坦跃迁概率的计算
- 13.10 谐振子的选择定则和强度
- 13.11 面谐波函数的选择定则和强度
- 13.12 双原子分子的选择定则和强度
- 13.13 双原子分子的偶极矩和有效电荷
- 13.14 双原子气体的累积吸收的计算
- 13.15 双原子气体的质量吸收系数
- 13.16 双原子气体的发射率计算
- 附录 物理常数表
- 编后记
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出版方
上海交通大学出版社
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