信阳师范学院华锐学院
教 学 大 纲
课程名称： 热力学统计物理
适用专业： 物理
单 位： 信阳师范学院华锐学院理工系
编 制 人： 董玉静
审 定 人： 张勇
热力学统计物理课程教学大纲
一、课程基本信息
课程代码：05020194
课程名称：热力学统计物理
课程类别：专业必修课
总 学 时：72
学 分：4
适用专业：物理专业
考核方式：考试
预修课程：热学，力学
二、课程性质与任务
本课程在热学的基础上，介绍：热力学的基本定律，热力学函数及其应用，相平衡及化学平衡，不可逆过程，玻尔兹曼、玻色、费米统计及其应用举例，系综理论，非理想气体，涨落的半热力学理论，布朗运动，玻尔兹曼方程及H定理。
三、学时分配
序号 教学内容 学时
1 第一章 热力学的基本规律 12
2 第二章 均匀物质的热力学性质 6
3 第三章 单元系的相变 4
4 第四章 多元系的复相平衡和化学平衡 4
5 第六章 近独立粒子的最概然分布 10
6 第七章 玻耳兹曼统计 12
7 第八章 玻色统计和费米统计 8
8 第九章 系综理论 12
9 第十章 涨落理论 2
10
11
12
四、课程内容与基本要求
第一章 热力学的基本规律
教学内容
第一节 热力学系统的平衡状态及其描述
第二节 热平衡定律和温度
第三节 物态方程
第四节 功
第五节 热力学第一定律
第六节 热容量和焓
《热力学统计物理》复习资料
热力学部分
第一章 热力学的基本定律
基本概念：平衡态，热力学参量，热平衡定律，温度，三个实验系数（、、），转换关系，物态方程，功及其计算，热力学第一定律（数学表述式），热容量（C、CV 、CP的概念及定义），理想气体的内能，焦耳定律，绝热过程特征，热力学第二定律（文学表述、数学表述），克劳修斯不等式，热力学基本微分方程表述式，理想气体的熵，熵增加原理及应用。
综合计算：利用实验系数的任意二个求物态方程，熵增（S）计算。
第二章 均匀物质的热力学性质
基本概念：焓H，自由能F，吉布斯函数（自由焓）G的定义，全微分式，热力学函数的偏导数关系、麦克斯韦关系及应用，能态公式，焓态公式，节流过程的物理性质，焦汤系数定义及热容量（CP）的关系，绝热膨胀过程及性质、特性函数F、G，辐射场的物态方程，内能、熵，吉布函数的性质、辐射通量密度的概念。
综合运用：重要热力学关系式的证明，由特性函数F、G求其它热力学函数（如S、U、物态方程）。
第三章、第四章 单元及多元系的相变理论
该两章主要是掌握物理基本概念：
热动平衡判据（S、F、G判据），单元复相系平衡条件，复相多元系的平衡条件，多元系的热力学函数及热力学方程，相变的分类、一级与二级相变的特点及相平衡曲线斜率的推导、吉布斯相律，单相化学反应的化学平衡条件，热力学第三定律的标准表述，绝对熵的概念。
统计物理部分
第六章 近独立粒子的最概然分布
基本概念：能级的简并度，μ空间，运动状态代表点，三维自由粒子的μ空间，德布罗意关系（=，=），相格，量子态数、等概率原理，对应于某种分布的玻尔兹曼系统，玻色系统，费米系统的微观态数（热力学概率）的计算公式，最概然分布，玻尔兹曼分布律（），配分函数（），用配分函数表示的玻尔兹曼分布（），fs，Pλ， Ps的概念，经典配分函数（），麦克斯韦速度分布律。
综合运用：
能计算在体积V内，在动量范围p—p+dp内，或能量范围+dε内，粒子的量子态数；了解运用最可几方法推导三种分布。
《热力学与统计物理》教学大纲
课程名称：《热力学与统计物理》
英文名称：Thermodynamics and statistic physics
课程性质：学科教育必修课
课程编号：E121015
所属院部：光电工程学院
周学时:3学时
总学时:45学时
学 分:3学分
教学对象(本课程适合的专业和年级） :
物理学专业(本科）2012级学生
预备知识:
高等数学、概率统计、普物
课程在教学计划中的地位作用：
《热力学·统计物理》课是物理专业学生的专业基础课,与理论力学、量子力学、电动力学共同构成物理专业重要的四门必修课，通常称为物理专业的四大力学课。热力学和统计物理的任务是研究热运动的规律，研究与热运动有关的物性及宏观物质系统的演化.本课程的作用是使学生掌握热力学与统计物理的基本原理和处理具体问题的一些重要方法，并初步具有用这些方法解决较简单问题的能力。
教学方法:
以板书手段为主要形式的课堂教学。在课堂教学中，教师应精心组织教学内容,注重发挥学生在教学活动中的主体作用和教师的主导作用，注重采用多种教学形式提高课程教学质量。注意在学习中调动学生积极性和创造性，注重各种教学方法的灵活应用。
教学目标与要求：
要求学生初步掌握与热现象有关的物质宏观物理性质的唯象理论和统计理论，并对二者的特点与联系有一个较全面的认识同时注重对学生逻辑思维能力的培养，强调学生物理素养的生成和提高.
课程教材:汪志诚主编. 热力学统计物理（第四版).北京：高等教育出版社，2010年
参考书目：
[1] 苏汝铿主编. 统计物理学。 上海:复旦大学出版社，2004年
[2] 王竹溪主编。 热力学简程. 北京：高等教育出版社，1964
[3] 王竹溪主编。 统计物理学导论. 北京：高等教育出版社，1956
考核形式：
考核方式为考试。综合成绩根据平时成绩和期末成绩评定，平时成绩不超过30%，期末成绩不少于70％。
《热力学与统计物理学》课程教学大纲
教学目的和要求
教学目的：
《热力学与统计物理》是电子科学与技术专业的基础课程之一，是后继材料学类、微电子类及凝聚态物理学类课程的基础。该课程需求学生了解：热力学和统计物理学是研究热运动的规律及热运动对物质宏观性质的影响的科学。热力学是热运动的宏观理论，它以观测、实验和分析为基础，三条通过大量事实总结出来的基本规律为理论，运用四个热力学函数解释物质在平衡态的各种性质；统计物理学是热运动的微观理论，应用数学和统计学方法，通过逻辑演绎得出在平衡条件下物质各宏观性质之间的关系、宏观物理过程进行的方向和限度。
教学要求：
该课程是许多现代科学技术的基础。学生学会从微观理论上对原子、原子核及固体（如半导体）的理论及其动力学的性质进行理论上的解释。使学生能够用物理学微观的统计方法把物理系统的宏观性质与微观粒子的统计规律联系起来，并了解这一物理方法在其他领域的推广。 应当掌握热力学的三个定律和统计物理的基本理论， 会用来解决一些基本的和与专业有关的一些热运动方面的问题。掌握热力学的基本规律和统计物理的基本理论，理解系统的各种平衡条件和正则分布，了解系统的相变理论。同时使学生掌握科学的学习方法，真正达到从学会到会学。培养学生有较强的独立思考能力和创造能力，较快进入科学发展的前沿，养成辩证唯物主义的世界观和方法论。
教学内容及基本要求
第一章 热力学的基本规律
The Basic Laws of Thermodynamics
1.1 热力学系统的平衡状态及其描述 Equilibrium States
1.2 热平衡定律和温度
The Thermal Equilibrium Principle and The temperature principle, Thermostat in two system
1.3 物态方程 State Function
