А.Н. Матвеев - Молекулярная физика

ББК 22Зб Мзз УДК бЗ9.1 Рецензенты акад. АН БССР М. А. Ельяшевич и кафедра обшей физики л'рильского государственного университета иы. А. М. Горького (зав. кафедрой проф. Л. Я. Кобелев) В р.:(р.)0 . Книге предо валяет сотюй в арой том курса обшей фиан*и. Первый там «Механика н морин отнссвтель юг ыш в Гзтб г. В книге с испаю,зошнием математи некою аппарата, доступного студентам Пер. вмк кусов вузов, дается изпоненве всех основнык бгундамешальных понятий к закономсрнсстей сташстической физики на примере молекулярньм систем. В главе сб злектронном н фотоянам газах янвлюируетсв физическое солеркюиие различных еппистик.

При рассмотрении евойшв гаюв, юглкоеюй и пюрдык тел применяются стаюстичсскнй н термодиивмнческвй меншы, как взаимно до~олвяюшне Лруг Шзуга. В заклкчнтельной главе даются сквозные саеленив о шрмадинаыяке несбратиммх аропвхоа. Пр и ю ет дяя Ггпэиыюшя факул ю.п ое вуди и ук р име ев. М вЂ” 37 — 81 1704060000 001(01) -81 820.3 ББК 2236 ©Издательство «Высшал школа», 1981 Матвеев А. Н. МЗЗ Молекулярная физика: Учеб. пособие для вузов.— М.: Высшая школа, 1981.— 400 с., илч Огдавдаяив 1 Стдтиетичеений метод Пуеддсдовие 5 1. Методы рассмотренна систем многнх часпщ . Граннсм пркмен»мосгн модели матер«альной точка к абсолютно твердого тела Модель матер«альп го тел».

Масси атомов п монс«ул. Кола«встав ее- пкс еа. Агрегатнмс состояния вещества. Оспе апме признаки агре гмнмх сосгол- ннй. Модель идеалмюго гхю Динамлюина метод Статнсгнмс«нй метод. Термодлнамнческкй метод б 2. Математические покатил . Псюановка эалачн. Случайнме собьпн». Случайнме велнчняьь Вероятносп,. Частотное апре»слеп«е всроятносг«.

Плотносп еероатностн. Слагщнне ве- ра»тнсстсй «за« но ко лючаюшкк собьплй. Нормировка верояпзосгк. Сло. кение щза тнос ей в об«1»м слкме. Ус«овнал версятнюь Неювнснммс ощмтня. Формула умноксння аершпностгй дла многнх собмткй. Среднщ значение дискретной случ»нвой яелкчкнм Срелнм значение вспрермвно нэмениошейс» вел«'шнм. Днспеоска. Фтнкння саслрслслеккя б 3. Макрсскспнчеекве д мнкросксянческое щютоанпв системы Опреаелеяне системы Макрос«спич»охов сссппнее. Раенсщсное состояние. Мнкроагоппческос состояние. Статист««юкка ап «мбль с»стем.

Мккроканонк- ческий ансамбль б 4. Постулат равнаверпятноста в эргоднческая пщвтеэа . Различие мнярос кто»ней. Постулат рявнсасроктнсспз. Вмчкслевве ьреднпк по ансамблю. Вмчнсеснне среднкк па ер:менк Эргодкмсза» гипотеза. Сеаэь поступка равнсасроязносгн н зргопнческой гнпотсэм б 5. Бероятносзь макроаютояцяа Всрпппость маяросгстояпия. Формулы эмме«тарной «омбинапшюя. Рас. чет аероязнсстк макрзсосгоання. Формуле Стар»англ. Формула дл» веролт- ношк ма«росссго»нкя. На«беме вероятное число чюпнь Бннамнальнсе ра прелеленне.

Предельньн формы бкномкального распределена». Распре»еле- н«с П\ессона б 6. Флуктуащщ Срглнсе чнсло частиц в сбымс. Флуктуапяи. Отшю«тельная всличигн . б 7. Канондчщщяй ансамбль. Расдределсяне Габбса . Скорсстнме н энсргет«ксене м«Ч«послюню. Опрещленне «а«онн гопко ансамбля. Расцрслслснне Гиббса, ал» канопнчссюе раслрсщленне, Нармкрс»- ка распрещлення. Вычисление средвнк Статистическая сумма. Флуктуецнк б 8. Расвуеделенне Максвелла . Два полхола к изу киню распрелюення.

Плотность состояний. Распределение Максвелла. Темлеразура. Харакгернмс скорост«распрелсленця Мамы»як Раслрещлсннс Гаусса. Частота уларов молекул о стенку. Чнгло молекул в рязлцчнмх Гшпках распре«слепя» Максвелла. Эхспернментлльная проверю р рл и М .Пр ц л, я *рз ам б 0. Распуеделснне Больнмана Нсмвссимосгь плопюстей аераятлостл координат н скоростей часпщм Распределеннс Больцмана. Смесь газов в пкущ. Связь рхспрелслсннй Максвктла и Бсльцмана. Атмю1(ра планет. Завнснмшзь попарю ц»н по. лярнмх диэлектриков ст температуры.

Эксперимента. ная вроеедга 8 10. Давленне . Сеновале ура»не«не «ннсгпчсской тсорнн газов Уравнение Клапейрона — Мен- делеева. Закан Дальтон». Закон Авогадро. Барометр»нская формула. Подым- н я сала. Измерение па»лепна. Моллрнме н улсльние еелнчкпм 811.Т Р ур. Тсрмомстрнчепою тело к тсрмсметрнчсщая вел»чняа. Шкала температур. За- внснмоьть тсмперпурм ст тсрмшщзрнчеаюго шла н тсрмсмстрнчсской ве. лнчкнм.

Термсд«нампчвкая шкала температур. Тсрмометрьх Мех«ау«вредны праитвчюка» ~нкюа температур. Нуль «сльвнн б 12. Расвределенне зверюги яо пгеяенян свободы . Числа степеней свободы Мсг л Фюктного фаювога простралстеа. Вмчлслс- нкс средней еелнч»нм, гппссяшейс» к одной озелени свободм. Слшкнмс час. т«цн со мн гнми с*епснямн свободы. Теорема о равнораспрелсленин энсргнк б 13.

Броуновское двнженне . Сушносп. Случайное блуяшанне. Расчет юнскенкя броуноюкой шсгвшг. Врацнтельнсс броуноасксе декюн»е Задачи . 4 Оглавление 2 Термодннямвческвй метод 125 132 152 17! 3 Электвэивинй И фОТОВВЫЙ ГЯЗЫ ф 24. Различные мелелв наведения часшш . Молель Максшлла — Бсльцмэна Нераз ичимссть час «и Модели БозсЭйнштейна и Фср — Дирак».

Формулы ситнсгикп М «ак ла — Бояьнмэна как прелельный слуий форму с»тшзик Бом -Эйиштшна Ферм — Д рака ф 23. Распределение Ферми — Дярака . Подсчет чиода ссстоян й Распрелел не ферми — Дирпи. Предельный переход к распрелелению Гиббса. О реп»ление параметра б. Опас»еле нс нарам трэ и в 26. Распределение Бозе — Эйнштейна Полечат числа состояний.

Рапир»шлеп»с Базе — Эйн лейна ф 27. Элецтранаын газ . Свободные электроны в мсгэ»лэх. Определение парэме ра п дп» электра нога газа. Анализ ра пределен»я Ферми — Дирака. Урезе»ь Фер и. Хара терисги ческа» юмпер тура. Раьпрслслеиие импульсов злекзрп ов.

Распрелелсние лш ггранав па скоростям. Раацплсленпе электронов по э ер ням. Средня» энергия л «траков. Внутренне» энергия и шыаемкосш 20! ф 14. Пе!Фве начало термодинамики . Задачи термодинамики. Раба а Теплота. В у ренн»» »перги». Пер»ос н«чатю й !5. Дифференнавльные формы н полные дифференциалы . Дифференциальные формы. Полный днф!жренцаэл В 16.

Обратимые и аеабратимые иранессы . Процессы. Неравнсысные процессы. Рвв ошсные провести. Обратимые и необратимьк ароцсссы ф 17. Теилаемкасть Опуелелеане. В угрин»» энергия «зк фун»дия состоя»и». Теп»осмксс ь при постоянном сбывк Теплое «сеть прн настоянном давлении. Састно ение межш теплаемксст»ми. Ою поц«ние между шплаемксстями пд шьнозо шэа Тешосмкашь идеального шза Рашажленш пырни тегишмкос Ш д ьнат пюа с экспэриькнтам. й 10.

Процессы в идеальных »взад Изсбарический празпса. Июхорнческай процесс. Изотермичсский прошсс. Алиабатнческии процесс. Рабозз при алпабвтичсско»роцсссс По раи ческий щюцссг. Уравнение палитропм В 19. Энтропии нлеильюга газа . Опркюлсиис. Физический ач ш э трали». Рас ст иэ е ения энтропии в пра- цсссп идеального гэзэ. Специфичность тепла ак формы энергии ф 20. Цякличеекне яры»весы . Определен»с. Раб тв цикла.

Каэффипиип полезного лепет»и». Цикл Карно. Котф!»юиеит полез»от дайствна никла Карно. Вычисление к. и. д. с замошью энтропии. Фар у правка Кельвнна втор го начала термалинамик . Фар у п- равая Клауэпуса. Эк»пвалентнасть !юрмулиравки Кс в на и Клауэиуаз. Холодильная ма а н п»тра»атель. О други» возможных циклах ф 21. Термадшшмаческав шкала температур . К, п.д абр»гимых ыашан, рабатаюших по ци«е Кар а с ади «авыми и»гранат пями и хололнльпнками. 1ермадинамичссшя ыв мг р ур Озрипательнаа срмолииамичп:кв» шмперзтура ф 22.

Второе начало термоднаамикн . Вторая теореме Кариа. Нар»ависма Клаузнупз Энтропии. В орос ачало ср молинвмики. Статистический характер второго начала срмодин м» и. Измен- и»с энтропии в необратимых процесса . ф 23. Термадвнвмические функция н условия термпдннамячыкай 'уетейчшнзсти . Некотарыс форму»ы мэ емз нкн. Определение ермодинвмнчсской функции.

Термоаииамичешпж таэшеспю. Гдабалнал энерги», или функпи» Гельмгольц». Термоди мичелу я функция Гибб». Саина ения Максшлла Другой впд диффеуп шалав внутренней э ергин, энтальпии и эпцюпип. Формулы для теплсемксстей. Экспсремегпзльпые данные, »еобходпмые ыэ полного герма- » Ос " р ра р лз Ю у«ойчиаасти. Крзпернй устой»и»асти для с с емы с «стоян ым сбтемсм и энтропий.

Критерий устойчивости лля с» темы с настоенными давлением в энтропией Кризерий усюйчивасги для системы с аюшоянпыми абземам а температурой. Критерий устойчивости лля системы с лосю»иными тсмз эра туров и дз»пеняем. Принцип Ле ВУа елье — Брауна. Выражение термоди и- мнчсскнх фун ций срез сытно ичсскую сумму. Задачи . Оглавление 5 212 216 219 4 Газы с межмолекулариым взаимодействием И ЖИДКОСТИ 293 5 Твердые тела 0 28. Фотонный газ . Излучение абсолютно черн го т л . Распределеннс фотонов.

Расщвлелеппс фотонов па частотам. Формула Пл»пка. Закан Стефана — Бвп омана. Закон смешения Вина Залвчв . ф 29. Сплы взввмодейсзпня Снлм св зн в молекулах. Ионная авязь. Кавалептпвл связь. Мсжмолекулярпме с м в верлмх телах. Структура жидкостей. Снам Ван-лср-Ба»лье». Патеннлал мюкмолекулярнага взанмолействна Окгемм моле ул ф 30. Переход пз пиообрвзпого состояния в жвдкое .