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)