
內容簡介
本書是錢學森關於“物理力學”課程教學實踐研究的學術專著,從物質的微觀結構出發,提供計算機工程技術和所用介質和材料的熱力學性質的方法。本書為基礎學科講義,全書共13章。第1章緒論闡明了物力學的內容、觀點和方法,第2、第3、第4章講述量子力學、統計學基本原理,第5章到第9章分別介紹理想氣體、固體的液體的熱力學性質,說明了從分子結構計算材料宏觀性質的方法,第10章到第13章闡述處理各種輸運過程的理論和計算方法,例如熱傳導、黏滯性、擴散、中子慢化及熱輻射等。
作者簡介
錢學森,中國科學院、中國工程院資深院士,空氣動力學家、係統科學家,我過近代力學事業的奠基人之一,工程控製論創始人之一,我過係統工程理論與應用研究的倡導人,為我國火箭、導彈和航天事業的創建和發展做出了卓越貢獻,在空氣動力學、航空工程、噴氣推進、工程控製論、物理力學等技術科學領域做出許多開創性貢獻。目錄
封麵版權信息
內容提要
前言
第1章緒論
1.1什麼是物理力學?
1.2物質的結構
1.3原子半徑與分子結構
1.4物質結構概念的應用
第2章量子力學
2.1薛定諤波動方程
2.2振幅方程
2.3波函數的物理意義
2.4諧振子
2.5點粒子的體係
2.6氫原子
2.7自由粒子
2.8氫原子的內部動力學
2.9類氫原子的能級
2.10電子自旋
2.11分子能級的分類
2.12分子的波動方程
2.13雙原子分子
2.14U(r)的性質
2.15剛性線轉子的簡單勢
2.16莫爾斯勢
2.17多原子分子
第3章統計力學基礎
3.1體係的係集
3.2關於微觀性質的準備知識
3.3一個係集狀態的一般性質
3.4關於平均的規則
3.5一個經典係集的描寫
3.6可及性(主要是經典部分)
3.7關於相似體係的係集的可及態對稱群和反對稱群
3.8關於真實係集本征函數的對稱類型
3.9計算普通係集可及態的捷徑
3.10關於定域係配容的計算
第4章恒定體係係集的一般原理
4.1權重
4.2幾個簡單體係的狀態的權重
4.3可及態(配容)的計算
4.4兩組定域線性振子的係集
4.5最陡下降法的簡單描述
4.6平均值和統計溫標
4.7多自由度體係及退化體係
4.8線性諧振子
4.9二維及三維諧振子
4.10沒有軸自旋的剛性轉子
4.11有繞軸自旋的剛性轉子(對稱陀螺)
4.12兩組非定域係組成的係集
4.13數學推導
4.14結果之摘要
4.15退化體係
4.16經典統計力學
4.17無結構質點在盒子中的運動
4.18係集的外作用力
4.19統計力學與熱力學之間的關係
4.20熱力學定律
4.21由統計力學推導熱力學
4.22熱力學量與統計力學量之間的關係
4.23經典統計的熱力學公式
4.24玻爾茲曼常數和氣體常數
4.25以熱力學溫度T表示的分布律
第5章理想氣體
5.1平移運動量子化
5.2麥克斯韋定律的經典推導
5.3經典統計力學和經典力學
5.4經典的和不激發的自由度
5.5電子的自由度
5.6理想氣體的熱容量
5.7單原子分子
5.8常溫時的雙原子氣體
5.9雙原子分子轉動的經典處理
5.10核對稱
5.11單原子分子的修正公式
5.12常溫時雙原子分子熱力學函數的計算公式
5.13振動自由度
5.14高溫下的雙原子氣體
5.15非諧性和相互作用的校正
5.16電子的貢獻
5.17剛體的轉動自由度
5.18多原子分子的振動自由度
5.19多原子分子熱力學函數的計算公式
5.20振動貢獻的近似計算
5.21化學平衡常數
5.22能量均分
第6章固體的熱學性質
6.1連續彈性固體的簡正振型
6.2連續介質的配分函數
6.3熱輻射
6.4無內部結構原子的晶體
6.5電子及原子核對配分函數的貢獻
6.6晶體的平均性質
6.7晶體的熱力學函數能量的修正
6.8德拜近似下的熱力學函數
6.9德拜近似與實驗的比較
6.10由分子組成的晶體
6.11離子或複雜晶格晶體
6.12金屬和絕緣體
6.13電子氣的統計
6.14λ很小和λ很大時的展開式
6.15電子氣的熱力學函數
6.16應用於金屬時公式的修正
6.17金屬的電子熱容量
第7章固體的物態方程
7.1物態方程
7.2原子間的相互作用
7.3作為形變的函數的特征頻率
7.4格林艾森物態方程
7.5等體積過程
7.6兩種比熱容的比率
7.7絕熱過程
7.8等溫過程
7.9等壓過程
7.10振幅和熔點
7.11泊鬆比和楊氏模量
第8章非理想氣體
8.1非理想氣體的配分函數
8.2分子分布律
8.3非理想氣體的一級近似短程力
8.4非理想氣體的熱力學性質
8.5幾個簡單的模型
8.6經驗及半經驗物態方程
8.7分子間的相互作用
8.8色散能的形式
8.9重疊能的形式
8.10分子間相互作用的總表示式
8.11由倫納德-瓊斯勢所求得的第二位力係數表示式
8.12與實驗的比較
8.13分子的轉動和內部勢能
8.14高級位力係數和高壓下的狀態方程
8.15用位力係數表示的非理想氣體的熱力學函數
第9章液體和稠密氣體
9.1氣體或液體的自由能
9.2液體的幾個粗糙模型
9.3液體和氣體以及液體和固體的關係
9.4對粗糙模型的熱力學函數推導
9.5熔點的基本熱力學理論
9.6沸點的基本熱力學理論——特魯頓定律
9.7分子間勢能和對比狀態方程
9.8倫納德-瓊斯和德文沙液體理論
9.9狀態方程和臨界數據
9.10在小體積和低溫下的漸近展開——液體理論
9.11液-氣平衡
9.12熱膨脹和壓縮係數
9.13定壓比熱容
9.14正常液體的聲速
9.15氣體在高溫高壓下的性質
9.16液體和稠密氣體的更精確的理論
第10章輸運過程的一般理論
10.1離開熱平衡的小偏差
10.2昂薩格倒易關係
10.3不可逆熱力學
10.4固體中的熱傳導
10.5各向同性物質中的普遍輸運過程
10.6流體中輸運過程的唯象定律
10.7索賴脫效應和杜福效應
10.8具有化學反應的輸運過程
10.9不可逆熱力學的其他應用
第11章黏滯性,擴散和熱傳導
11.1氣體中的碰撞數
11.2平均自由程
11.3碰撞後的速度持續
11.4氣體黏滯性的初等理論
11.5彈性球分子氣體的黏滯性
11.6實際氣體的黏滯性
11.7氣體中的熱傳導
11.8二元混合物中的擴散
11.9弛豫時間和體積黏度
11.10稠密氣體的輸運過程
11.11液體的黏滯係數
11.12液體的熱傳導
11.13固體的熱傳導
11.14金屬中的熱傳導
第12章中子的擴散和減速
12.1中子在純吸收介質中的擴散
12.2點源和平麵源之間的關係
12.3擴散理論近似
12.4玻爾茲曼方程的精確解
12.5精確解與擴散理論的比較
12.6邊界附近擴散理論的修正
12.7中子擴散的一些簡單例子
12.8由彈性散射引起的中子減速
12.9年齡方程的推導
12.10平麵單一能量源的中子減速
12.11年齡方程的應用範圍
12.12年齡方程的應用
12.13靠近邊界的解
第13章熱輻射
13.1輻射場
13.2輻射和物質的相互作用
13.3輻射熱通量
13.4邊界條件
13.5流體的發射率
13.6質量吸收係統
13.7薛定諤方程的含時微擾
13.8愛因斯坦躍遷概率
13.9愛因斯坦躍遷概率的計算
13.10諧振子的選擇定則和強度
13.11麵諧波函數的選擇定則和強度
13.12雙原子分子的選擇定則和強度
13.13雙原子分子的偶極矩和有效電荷
13.14雙原子氣體的累積吸收的計算
13.15雙原子氣體的質量吸收係數
13.16雙原子氣體的發射率計算
附錄物理常數表
編後記
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最後修改:2025 年 12 月 26 日
© 允許規範轉載
