Оглавление

Предисловие.............................................................................................3

Введение...................................................................................................5

Глава 1. Основные представления молекулярно-кинетической теории вещества

1.1. Экспериментальное обоснование молекулярно-кинетической теории вещества.......................................................9

1.2. Макросистема, ее параметры и состояния. Функции и уравнения состояния...................................................................14

1.3. Газовые законы...............................................................................18

1.4. Теплота и работа. Теплоемкость...................................................22

1.5. Измерение температуры.................................................................26

Глава 2. Идеальный газ

2.1. Молекулярно-кинетическая модель идеального газа..................29

2.2. Уравнение состояния идеального газа

Внутренняя энергия идеального газа...................................................30

2.3. Распределение энергии хаотического движения молекул газа по степеням свободы в равновесном состоянии. Теплоемкость газов........................................................................34

2.4. Основные сведения по теории вероятностей................................38

2.5. Случайное и упорядоченное состояния идеального газа............44

2.6. Число микросостояний как функция состояния макросистемы............46

2.7. Энтропия - количественная мера беспорядка в макросистеме...............50

2.8. Множитель Больцмана..................................................................52

2.9. Средние величины и флуктуации..................................................54

Глава 3. Функции распределения для идеального газа

3.1. Распределение Максвелла..............................................................59

3.2. Экспериментальная проверка распределения Максвелла..........64

3.3. Распределение Максвелла-Больцмана. Распределение Больцмана. Барометрическая формула........................................65

3.4. Экспериментальная проверка распределения Больцмана. Определение постоянной Авогадро..............................................69

3.5*. Функции распределения по энергиям для квантовых частиц...............70

3.6*. Квантовые статистики..................................................................73

Глава 4*. Статистическая теория излучения

4.1. Проблема излучения абсолютно черного тела. Постановка задачи......75

4.2. Определение числа степеней свободы для поля излучения абсо­лютно черного тела........................................................................76

4.3. Формула Рэлея -Джинса. Формула Планка.................................78

4.4. Уравнение состояния для равновесного излучения.....................81

4.5. Вывод формулы Планка по Эйнштейну. Спонтанное и вынужденное излучения..............................................................84

4.6. Принцип действия лазеров.............................................................86

Глава 5. Явления переноса в газах

5.1. Столкновения молекул. Сечение рассеяния..................................90

5.2. Характеристики соударений..........................................................91

5.3. Диффузия.........................................................................................94

5.4. Диффузионный электрический ток. Соотношение Эйнштейна...........97

5.5. Внутренняя теплопроводность......................................................99

5.6. Вязкое трение................................................................................101

5.7. Газы в состоянии технического вакуума....................................103

5.8. Получение технического вакуума...............................................106

Глава 6. Основы термодинамики

6.1. Внутренняя энергия - функция состояния системы...................110

6.2. Работа как функция процесса......................................................112

6.3. Количество теплоты как функция процесса...............................113

6.4. Первое начало термодинамики...................................................114

6.5. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам...........115

6.6. Скорость звука в газе...................................................................120

6.7. Энтропия и приведенная теплота................................................121

6.8. Второе начало термодинамики....................................................123

6.9. Тепловые машины........................................................................125

6.10. Цикл Карно.................................................................................127

6.11. Теоремы Карно............................................................................129

6.12. Циклы Отто и Дизеля.................................................................130

6.13. Обращенный цикл Карно. Холодильные машины..................133

6.14. Термодинамическая шкала температур. Третье начало термодинамики. Недостижимость абсолютного нуля..............135

6.15. Свободная энергия......................................................................137

Глава 7. Реальные газы и жидкости

7.1. Отступление реальных газов от законов для идеальных газов..................139

7.2. Уравнение Ван-дер-Ваальса.........................................................140

7.3. Сопоставление изотерм Ван-дер-Ваальса с экспериментальными изотермами................................142

7.4. Критическое состояние.................................................................144

7.5. Внутренняя энергия реального газа............................................147

7.6. Эффект Джоуля-Томсона............................................................147

7.7. Сжижение газов и получение низких температур......................150

7.8. Фазовые переходы........................................................................152

7.9. Равновесие жидкости и пара........................................................154

7.10. Свойства жидкого состояния....................................................156

7.11. Поверхностный слой. Поверхностное натяжение....................161

7.12. Смачивание.................................................................................163

7.13. Формула Лапласа. Капиллярные явления................................165

7.14. Осмотическое давление. Растворы............................................170

Глава 8. Газодинамика

8.1. Связь газодинамики с гидродинамикой. Основные уравнения газодинамики...........................................174

8.2. Движение со сверхзвуковой скоростью. Число Маха...............177

8.3. Ударные волны.............................................................................179

Глава 9. Понятие о плазме

9.1. Плазма. Методы получения и основные характеристики плазмы...........183

9.2. Экспериментальные методы определения параметров плазмы...............188

9.3. Поведение плазмы в электрических и магнитных полях..........191

9.4. Некоторые применения плазмы..................................................192

Глава 10*. Твердые тела

10.1. Аморфные и кристаллические тела. Кристаллические решетки.............195

10.2. Классификация кристаллов по типу связей. Анизотропия кристаллов..........................................................199

10.3. Дефекты в кристаллах................................................................201

10.4. Механические свойства кристаллов..........................................203

10.5. Тепловые свойства кристаллов. Тепловое расширение..........210

10.6. Плавление и кристаллизация. Диаграмма равновесия твердой, жидкой и газовой фаз.................................................214

10.7. Жидкие кристаллы......................................................................215

10.8. Теплоемкость кристаллов (классическая теория)....................217

10.9. Теплоемкость кристаллов по Эйнштейну.................................218

10.10. Теплоемкость кристаллов по Дебаю.......................................220

10.11. Понятие о фононах. Теплопроводность диэлектрических кристаллов......224

Глава 11*. Электроны в твердом теле

11.1. Теплоемкость металлических кристаллов................................226

11.2. Электропроводность и теплопроводность металлов.

Закон Видемана-Франца............................................................230

11.3. Понятие о зонной теории твердого тела...................................232

11.4. Собственная и примесная проводимость полупроводников..................237

11.5. Контактные явления в металлах................................................240

11.6. Контактные явления в полупроводниках.................................243

11.7. Зонная теория и оптические свойства твердых тел.................246

11.8. Квантовые явления при низких температурах. Сверхпроводимость. Сверхтекучесть.........................................248

Заключение..........................................................................................256

Приложение.........................................................................................260

 

(Е.М. Гершензон, Н.Н. Малов, А.Н. Мансуров “Молекулярная физика: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений” 2000)