化学应用统计力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:刘光恒 戴树珊

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2001-04-01

价格:40.0

装帧:

isbn号码:9787030089458

丛书系列:

图书标签:

• 统计力学5
• 化学应用统计力学
• 催化
• 统计力学
• 化学
• 应用
• 物理化学
• 分子模拟
• 计算化学
• 热力学
• 概率论
• 蒙特卡洛方法
• 分子动力学

探索物质世界的宏观规律与微观起源 本书并非一本探讨化学领域统计力学应用的著作。相反，它将带领读者踏上一段宏大的科学旅程，从物质世界的宏观现象出发，逐步深入到构成万物的微观粒子及其相互作用的深层机制。我们将一同揭示那些支配着我们所处世界的普适性法则，并理解这些法则如何在微观层面得以体现和支撑。 第一部分：世界的尺度与运动的律动 我们将从宇宙的浩瀚与物质的渺小开始。从行星的轨道运行到肉眼不可见的尘埃，从古老的星辰到生命的细胞，宏观世界展现出令人惊叹的秩序与规律。本书将深入探讨牛顿力学所构建的经典力学框架，解析物体运动的基本原理，如惯性、力和运动状态的改变。我们将理解重力如何维系着星体的运转，摩擦力又如何影响着日常的运动。 然而，宏观世界的规律并非孤立存在。当我们把目光投向微观，一个全新的、充满量子奇迹的领域展现在眼前。本书将循序渐进地介绍量子力学的基本概念，例如波粒二象性、量子叠加态和量子纠缠。我们将领略原子和亚原子粒子的奇异行为，理解它们为何不再遵循经典的运动轨迹，而是以概率的形式存在。从电子的能级跃迁到光子的产生与湮灭，微观世界的动态将以一种全新的方式被描绘。 第二部分：能量的流转与热度的奥秘 热力学是理解能量转化与物质状态变化的关键学科。本书将详尽阐述热力学第一、第二、第三定律，揭示能量守恒的普遍性，以及熵增定律所预示的自然过程的不可逆性。我们将探讨热量、功、内能等概念，并理解它们在不同过程中的关系。从蒸汽机的效率到冰箱的工作原理，热力学规律无处不在，深刻影响着我们的技术进步和生活品质。 在此基础上，我们将深入到统计力学的范畴。不同于宏观的热力学，统计力学试图通过对大量微观粒子集合的行为进行统计分析，来理解宏观的热力学性质。我们将学习如何从分子的角度去理解温度、压力和体积之间的关系。气体分子的随机运动如何产生宏观的压力？分子的能量分布如何决定物质的宏观状态？这些问题都将在统计力学的框架下得到解答。我们将接触到玻尔兹曼分布、麦克斯韦-玻尔兹曼统计等重要概念，理解它们如何连接微观世界的混沌与宏观世界的有序。 第三部分：相变与结构的演化 物质并非一成不变，它们会经历从固态到液态、气态的相变，甚至更复杂的状态。本书将深入探讨相变的物理机制，理解是什么因素导致了物质宏观性质的剧烈变化。从冰融化成水，到水蒸发成汽，这些看似寻常的现象背后，隐藏着分子间作用力、温度和压力的精妙平衡。我们将学习相图的绘制与解读，理解不同条件下物质的稳定状态。 更进一步，我们将目光投向物质的结构。原子如何排列形成晶体？分子如何组织构成聚合物？这些结构决定了物质的物理和化学性质。本书将介绍不同尺度的结构描述方法，从原子键的形成到大分子的构象，再到宏观材料的微观形貌。我们将探讨结构与性质之间的深刻联系，理解为何有些材料坚固耐用，有些则易于变形，有些具有导电性，有些则绝缘。 第四部分：涨落、关联与复杂系统的涌现 微观世界的随机性并非总是导致混乱。相反，在许多情况下，正是这种随机性和微观粒子间的相互作用，涌现出宏观层面的复杂行为。本书将探讨统计涨落的概念，理解在宏观尺度下，微观的随机性如何体现在平均值附近的微小偏差。我们将学习如何利用统计方法来描述和预测这些涨落。 关联函数是理解微观粒子之间相互影响的重要工具。本书将介绍不同类型的关联函数，以及它们如何反映物质内部的相互作用强度和范围。通过分析关联函数，我们可以深入理解物质的输运性质，如导热性、扩散性等。 最后，我们将把目光投向更为广阔的复杂系统。从生物体的运作到经济系统的演化，许多现实世界的现象都可以被视为复杂系统的涌现。本书将探讨一些普适性的原则，如自组织、反馈机制以及临界现象，理解这些原则如何在不同的复杂系统中发挥作用。我们将看到，从基本的物理定律出发，通过微观粒子之间的相互作用和统计规律，可以构建出令人惊叹的宏观复杂性。 本书力求以清晰的逻辑、严谨的推导和生动的语言，带领读者穿越宏观与微观的界限，深入理解构成我们世界的普适性规律。它将激发读者对物质本质的探索欲望，并为理解更为广泛的科学领域打下坚实的基础。

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这本《化学应用统计力学》读起来简直是一场思维的探险。作者的叙述方式非常独特，他并没有一开始就抛出那些让人望而生畏的复杂公式，而是巧妙地将统计力学的基本原理融入到实际的化学问题中。我特别欣赏的是，书中对微观粒子行为与宏观现象之间联系的阐述，那种层层递进的逻辑推导，仿佛为我打开了一扇通往物质世界深层结构的大门。例如，在讨论理想气体定律的统计力学推导时，书中没有停留在教科书式的简单证明，而是深入探讨了概率分布在确定系统宏观性质中的核心作用，这使得原本抽象的概念变得生动起来。而且，书中穿插了大量的历史背景和科学家的思想发展过程，这极大地增强了阅读的趣味性，让我感觉到自己不是在学习一门僵硬的学科，而是在参与一场跨越时空的科学对话。对于那些希望真正理解“为什么”而不是仅仅记住“是什么”的读者来说，这本书无疑提供了极佳的视角。它要求读者投入精力去思考，但回报是深刻且持久的理解，我感觉自己对熵增和热力学第二定律的理解达到了一个新的高度，不再是死记硬背，而是发自内心的领悟。

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拿到这本书时，我有些忐忑，毕竟“统计力学”这四个字就让人联想到冗长复杂的数学推导。然而，实际阅读后发现，作者的笔触异常细腻和富有洞察力。这本书最令人称道之处在于其内容的组织结构，它仿佛按照一个精心设计的路线图，引导读者逐步深入。它没有急于展示最高深的理论，而是从基础的玻尔兹曼因子和配分函数开始，用清晰的类比和图示（虽然是文字描述的图示）来构建直观的图像。书中对非平衡态统计力学的处理尤为精彩，这部分内容在很多同类教材中往往被一带而过，但在这里，作者花费了相当大的篇幅来剖析涨落理论和线性响应理论的应用，这对于研究动力学过程的化学工作者来说，简直是如获至宝。书中对不同统计系综的切换和适用性的讨论也极其透彻，我特别喜欢它在描述正则系综和微正则系综转换时的严谨性，每一个假设和近似都被清晰地标明了界限，这种对科学严谨性的坚持，让人非常信服。

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这本书在概念的“广度”和“深度”上达到了一个极佳的平衡点，使其在同类专业书籍中脱颖而出。它不仅仅满足于解释平衡态的性质，还勇敢地迈入了更具挑战性的领域，比如相变理论和涨落现象。书中对临界现象的处理，特别是利用重整化群思想的初步引入，虽然篇幅不长，但无疑为那些希望进一步深造的读者指明了方向。它没有将统计力学仅仅视为一个计算工具箱，而是将其视为理解物质世界统一性的哲学框架。阅读过程中，我不断地被提醒：我们所观察到的所有宏观规律，都源于海量微观粒子基于概率的集体行为。这本书的魅力在于，它将这种宏大的视角与具体的化学系统紧密结合，使得枯燥的理论推导充满了科学的诗意。它无疑是一部值得反复研读的参考书，每次重读，总能发现新的层次和更深远的意义。

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这本书的阅读体验，更像是一次深度的专业研讨会，而不是传统的课堂教学。它的深度是毋庸置疑的，但更难得的是它的“化学视角”。很多经典的统计力学著作往往过于偏向物理学或数学，导致化学背景的读者在应用时感到隔阂。这本书成功地弥合了这一鸿沟。书中大量引用了化学反应速率理论、分子间作用力、溶液性质等实例来验证和说明统计力学的威力。例如，书中对范特华（Van der Waals）方程的推导，不仅仅是代数变换，而是紧密联系到分子间的吸引与排斥力在宏观压力上的体现。再者，书中对模拟方法的讨论也与时俱进，提到了蒙特卡洛和分子动力学模拟的基本思想，并阐述了它们如何从统计力学的角度获取热力学量。这使得这本书对于从事计算化学或材料科学研究的同行具有极高的参考价值，它提供的理论基础足以支撑起复杂的现代计算模型。

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坦率地说，这本书的文字密度相当高，你需要放慢脚步，甚至需要频繁地回溯前文来消化其中的精髓。它不是那种可以轻松翻阅的科普读物，它要求读者具备一定的数理基础和对化学概念的深刻理解。然而，正是这种“难啃”，才体现了其内容的扎实与厚重。我印象最深的是关于量子统计力学的章节，它没有回避费米-狄拉克统计和玻色-爱因斯坦统计的复杂性，而是通过对电子气的处理和对黑体辐射的解释，清晰地展示了量子效应如何彻底颠覆了经典统计的预测。作者对概念的界限划分非常清晰，比如在何时必须使用量子统计，何时可以使用经典近似，这种“适用性”的讨论，是教科书中最宝贵的部分，因为它教会了读者如何做科学判断，而不是盲目套用公式。这本书的结构布局也很有助于学习，每一章的末尾都有一个简短的“关键概念回顾”，帮助读者梳理思路，巩固吸收的内容。

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前言的简洁性还是让人对其学术的认同。量子力学和经典力学在统计力学中可以得到轻易的化归。这本书的本质还是演绎的方法，第一章正则系综和巨正则系综方法分类的讲解；

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前言的简洁性还是让人对其学术的认同。量子力学和经典力学在统计力学中可以得到轻易的化归。这本书的本质还是演绎的方法，第一章正则系综和巨正则系综方法分类的讲解；