Леонтович М.А. Введение в термодинамику. Статистическая физика (Леонтович М.А. Введение в термодинамику. Статистическая физика.djvu), страница 2

Общие методы статястической теории протекания процессов во времени. Цепи Маркова. Уравнение Эйнштейна — Фоккера (363). $55. Некоторые применения уравнения Эпвштейна — Фоккера (370). $56. Уравнение Эйнштейна — Фоккера для случая многих параметров и его првло:кепия (372). $57. Вращательное броуновское двшкевие (375). $58. Задачи о достижения границ.

Применение к вычисленню числа соударений броувовской частицы (379). $59. Применение к теории коагуляции коллоидов (383). 9 60. О средних по времени для случайных процессов, рассматриваемых как цепи Маркова (386) . Примечания редактора Предметный указатель Глава 5. Прнмененве общих принципов квантовой теории многих частиц. Статистики' Бове — Эйнштейна и Ферми 4 44.

Трудности, приведшие к статистикам Бозе и Ферми (316). 4 45, Приицппы симметрии и антисимметрип (принцвп Паули) и их формулировка в волновой механике для простевшего случая двух частиц (317). 4 46. Принцип Паули и принцип симметрии в волновой механине системы, состоящей из многих одинаковых частиц (322). $47. Возможные квантовые состояния частицы в сосуде (328). $48. Применение статистики Бозе к фотонному газу (ЗЮ). $49. Статистика Ферми для случая звырождеипяэ газа (333).

$50. Парамагнетизм электронного газа и парамагнитные свойства щелочных металлов (336). 4 51. Статистика Ферми. Общий случай (339). $52. Идеальный газ, подчиняющийся статистике Бозе — Эйнштейна (352). ОТ РЕДАКТОРА Предлагаемые вниманию читателя две книги академика М. А. Леонтовича (7.111.1903 — ЗО.Ш.1981) «Введение в термодинамику» и «Статистическая физика» написаны на основе лекций, которые он читал в течение многих лет для студентов физических специальностей Московского государственного университета и отчасти Московского инженерно-физического института.

М. А. Леонтович был учеником и ближайшим сотрудником академика Л. И, Мандельштама (4Х.1879 — 27.Х1.1944). От своего учителя он воспринял тот глубокий критический подход к анализу физических явлений, который так ярко проявился в творчестве Мандельштама. Лекции Леонтовича по статистической фнзыке и термодинамике, а также по другим разделам теоретической физики (физическая оптика, электродинамика) отличались лаконичностью, оригинальностью и глубиной содержания. Именно эта особенность лекций, а не внешняя сторона изложения, привлекала к ним студентов (да и не только студентов). Статистическую физику Леонтович читал многократно в тридцатых годах.

В середине тридцатых годов вышло литографированное издание его лекций. В них впервые в нашей учебной литературе было дано ясное, оригинальное и глубокое изложенио статистической мехаяики Гиббса. В основном Леонтович следует методу Эйнштейна (не копируя его), развившему статистическую механику независимо от Гиббса. Так лучше выясняется физический смысл основного в статистической механике канонического распределения, как распределения, описывающего статистическое поведение системы в термостате. К концу 1939 г.

была подготовлена рукопись книги Леонтовича «Статистическая физика», содержавшая несколько расширенное изложение его лекций. Но по условиям военного времени книга вышла только в 1944 г. С тех пор книга не переиздавалась. На лекциях и книге Леонтовича «Статистическая физика» воспиталось много поколений советских физиков, ставших впоследствии крупными учеными. Лекции по термодинамике М.

А. Леонтович начал читать с осеннего семестра 1939 — 40 учебного года в Московском университете, а затем и в Московском инженеряо-физическом институте. «Введение в термодинамику», как пишет сам автор, представляет ОТ РЕДАКТОРА Обработанный конспект этих лекций. В 1950 г. вышло первое, а в 1951 г. — второе издание этой книги. Изложение термодинамики в основном примыкает к схеме, развитой Каратеодори, но сильно упрощено в математическом отношении и притом беэ ущерба для строгости. Кроме того принцип Каратеодори не рассматривается как самостоятельное положение, а выводится из невозможности вечного двигателя второго рода.

Но главной особенностью термодинамики Леонтовича, отлича»ошей ее от всех остальных книг по термодинамике, является четкая постановка вопроса об энтропии и свободной энергии яеравковесныл состояний. Решение этого вопроса принадлежит самому Леонтовичу. Обычное определение энтропии и свободной энергии относится только к равновесным состояниям. Между тем этими понятиями, не задумываясь об их смысле, широко пользуются без всяких на то оснований и в случае неравновесных состояний.

Только при четком определении этих понятий и исследовании их свойств термодинамические теоремы, определяющие, например, условия равновесия термодинамических систем, получают ясноо содержание, исключающее всякие недоуменные вопросы. Это и сделал М. А. Леонтович. На основе тех же понятий для неравновесных состояний он в «Статистической физике» дал строгое доказательство и точную формулировку принципа Больцмана, установив при этом границы его применимости. Много внимания в «Статистической физике» М. А. Леонтович уделил рэлеевскому молекулярному рассеянию света в окрестности критической точки.

Основной подход к решению этого вопроса и аналогичных ему также разработан самим Леонтовичем. Можно привести еще много вопросов, поставленных и оригинально решенных М. А. Леонтовичем. Но вряд ли в этом есть необходимость, так как внимательный читатель книги сам обнаружит, что в ней есть оригинального и не содержится в других книгах. Заметим, что сам М. А. Леонтович всегда подчеркивал, что деление термодинамики на феноменологическую и статистическую части не может быть оправдано ни принципиальными соображениями, ни областями их приложений.

Вот почему издательство выпускает обе части в одной книге. Сам автор лет 15 назад собирался сделать это. При этом он, конечно, многое бы добавил и кое-что изменил. К сожалению, это намерение осуществлено не было. Но и в существующем виде книги Леонтовича не потеряли своего значения, так как главное в них — это изложение фиаических основ феноменологической и статистической термодинамики. А эти основы со времени написания книг не претерпели существенных изменений.

Прн чтении термодинамяческой части книги необходимо иметь в виду, что уже в феноменологической термодинамике Леонтович всюду придерживается того понимания термодинамиче- ОТ РЕДАКТОРА ских величин и соотношений, которое было установлено в статистической фиаике, а не довольствуется чисто феноменологическим описанием, в котором пренебрегают флуктуацнямп.

В противном случае можно прийти к ошибочным заключениям. Например, процессы сухого трения, намагничивания ферромагнетиков (при налички гнстерезиса) нли пластической деформации, которые, в случае достаточно медленного протекания их, кажутся «на глаз» равновесными, квазистатическими, на самом деле не являются таковыми при статистической интерпретации понятий равновесия и квазистатического процесса. Было бы ошибочно думать, что онн якобы опровергают утверждение об обратимости квазистатических процессов. Поэтому следует обратить особое внимание на определение подобных понятий в книге Леонтовича.

По сравнению с оригиналом в настоящее издание внесены некоторые изменения. 1. Исправлены замеченные опечатки предыдущих изданий. Отдельные ошибочные или устаревшие места (относящиеся, главным образом, к решению задач) заменены новыми. При этом текст, написанный редактором, заключен в квадратные скобки. 2. Редактор снабдил книгу примечаниями (отмеченными квадратными скобками), разъясняющими отдельные места, недостаточно ясно или неполно изложенные в книге. Прн этом он стремился не выходить за пределы тех вопросов, которые затронуты самим автором.

3. Внесены отдельные чисто стилистические исправления. Прп этом особое внимание обращалось на то, чтобы эти стилистические исправления не искажали мысли автора. 4. Для удобства читателя в библиографию добавлены некоторые книги, так как многие книги, на которые ссылался сам М. А.

Леонтович, в настоящее время являются библиографической редкостью. По той же причине ссылки даны на более поздние издания, чем те, которыми пользовался М. А. Леонтович. 5. В некоторых местах (отчасти по техническим соображениям) заменены обозначения. Терминология и обозначения единиц приведены в соответствие с ныне действующими стандартами. Д. В. Сивулин ПРЕДИСЛОВИЕ АВТОРА К «ВВЕДЕНИЮ В ТЕРМОДИНАМИКУ» В атой книге дано сжатое изложение курса термодинамики, читавшегося автором в течение ряда лет студентам физической специальности.

Излагаются основные положения термодинамики и их применение в разных областях физики. Статистическая термодинамика не входит в этот курс, она должна следовать эа ним. Таким образом, этот курс должен не только научить применениям термодинамики, но и подготовить к изучению статистической фиэики. Традиционное раэдельиое наложение феноменологической и статистической термодинамики в настоящее время не может быть оправдано ни общими принципиальными соображениями, ни областями их применений.