Concepts in Thermal Physics pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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☆☆☆☆☆

出版者:Oxford Univ Pr

作者:Blundell, Stephen J./ Blundell, Katherine M.

出品人:

页数:464

译者:

出版时间:2006-10-12

价格:0.00 元

装帧:Pap

isbn号码:9780198567707

丛书系列:

图书标签:

物理
统计物理
热统
Physics
非虚构
热力学
热物理
统计力学
热力学
物理学
凝聚态物理
传热
相变
熵
布朗运动
涨落定理

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具体描述

An understanding of thermal physics is crucial to much of modern physics, chemistry and engineering. This book provides a modern introduction to the main principles that are foundational to thermal physics, thermodynamics and statistical mechanics. The key concepts are carefully presented in a clear way, and new ideas are illustrated with copious worked examples as well as a description of the historical background to their discovery. Applications are presented to subjects as diverse as stellar astrophysics, information and communication theory, condensed matter physics and climate change. Each chapter concludes with detailed exercises.

冰封的宇宙与炙热的恒星：物质的跃迁与能量的流动本书将带领读者深入探索宏观世界的奥秘，揭示物质在各种条件下如何表现出令人惊叹的特性，以及能量如何在宇宙的各个角落不息地流动与转化。我们将从微观粒子的集体行为出发，理解温度、热量、熵等基本概念的深层含义，并追溯这些概念在宇宙尺度上的壮丽体现。第一部分：生命的基石——气体、液体与固体我们首先将目光聚焦于物质最常见的几种形态：气体、液体和固体。在恒温恒压的条件下，这些物质表现出截然不同的行为模式。我们会探究气体分子的无规则运动如何塑造压强与体积的关系，理解理想气体定律背后的统计力学原理。随后，我们将深入液体世界，解析其表面张力、黏性和流动性，并探讨相变过程中能量的吸收与释放，如水蒸发成蒸汽、冰融化成水等。最后，我们将走进固体王国，审视其结构的有序性，从晶体点阵的完美排列到非晶体材料的无序分布，以及这些结构如何决定了材料的力学、热学乃至电学性质。我们将通过分子动力学模拟的视角，直观地感受微观粒子如何通过相互作用，宏观地展现出物质的固、液、气三态。第二部分：能量的舞台——热力学定律与循环热力学，这门研究能量转化与守恒的学科，是理解宇宙运行的关键。我们将逐一剖析热力学第一、第二和第三定律。第一定律告诉我们能量的本质是守恒的，它只会从一种形式转化为另一种形式，而不会凭空产生或消失。我们将通过一系列实例，如发动机的工作原理、生物体的能量代谢，来理解能量的转化过程。第二定律则揭示了宇宙演化的方向，引入了熵的概念，即系统的无序度总是趋于增加。我们将探讨为什么热量总是从高温物体流向低温物体，以及卡诺循环等理想热机模型如何阐述了能量转化的效率极限。第三定律则指向绝对零度的不可企及，以及在极低温下物质可能发生的奇异现象。通过对各种热力学循环的分析，如奥托循环、狄塞尔循环等，我们将深入理解能量的转换效率，并思考如何在工程实践中优化能源利用。第三部分：漫漫征途——统计物理学的视角为了更深刻地理解宏观热力学现象的微观根源，我们将引入统计物理学的强大工具。我们将从大量微观粒子的统计平均行为出发，推导出宏观物理量，如温度、压强和熵。我们将探讨玻尔兹曼分布、费米-狄拉克分布和玻色-爱因斯坦分布等统计分布函数，理解它们如何描述不同粒子在特定能量状态下的概率分布。通过对配分函数的计算，我们将能够精确地描述一个系统的宏观性质。我们将进一步研究相变理论，理解临界现象和普适性，并探究近藤效应、超导电性和超流性等一系列令人着迷的量子宏观现象。我们将模拟统计系综的演化，观察大量粒子如何集体涌现出宏观的规律性。第四部分：无尽的宇宙——天体物理中的热力学太阳系外的广袤宇宙，更是热力学定律的宏伟舞台。我们将把目光投向恒星的诞生与死亡，探究核聚变反应如何为恒星提供源源不断的能量，以及恒星演化过程中的热力学驱动力。我们将研究黑洞的热力学性质，如霍金辐射，以及熵在黑洞蒸发过程中扮演的关键角色。我们将探讨宇宙大爆炸后的早期演化，理解宇宙的膨胀与冷却，以及暗物质和暗能量的本质可能与某种形式的能量密度或熵增有关。我们将通过对星体表面温度、辐射谱的分析，反推出其内部结构和演化状态，从而揭示宇宙物质与能量的壮丽画卷。第五部分：工程的智慧——应用与创新热力学与统计物理学的原理，早已深入到现代社会的方方面面。我们将审视制冷技术、热电材料、能源转换设备等实际应用，理解它们是如何巧妙地运用热力学定律来满足人类的需求。我们将探讨可再生能源的潜力，如太阳能、风能等，并思考如何通过优化热力学设计来提高其效率。此外，我们还将展望未来，探讨纳米材料的热力学特性、量子计算中的热力学挑战，以及人工智能在热力学研究中的潜在作用。通过对这些前沿领域的探索，我们将认识到热物理学不仅是描述自然规律的基石，更是推动科技进步和解决现实问题的关键力量。本书旨在提供一个清晰、连贯且引人入胜的叙述，让读者在理解抽象概念的同时，也能感受到物理学的魅力。我们将使用直观的类比和生动的例子，尽量避免繁琐的数学推导，但同时保留必要严谨性。无论您是物理学专业的学生，还是对宇宙万物运作原理充满好奇的探索者，本书都将为您打开一扇通往物质与能量奇妙世界的大门。

作者简介

Stephen Blundell did his undergraduate degree in Physics and Theoretical Physics at Peterhouse, Cambridge and his Ph. D. in the Cavendish Laboratory at Cambridge. He moved to the Clarendon Laboratory at Oxford to take up an SERC research fellowship, followed by a Junior Research Fellowship at Merton College, where he began research in organic magnets and superconductors using muon-spin rotation. In 1997 he was appointed to a University Lectureship in the Physics Department and a Tutorial Fellowship at Mansfield College, Oxford, and was subsequently promoted to Reader and then Professor. He was a joint winner of the Daiwa-Adrian Prize in 1999 for his work on organic magnets.

Katherine Blundell did her undergraduate degree in Physics and Theoretical Physics at New Hall College, Cambridge and her Ph. D. in the Cavendish Laboratory at Cambridge. She moved to Oxford University Astrophysics department, holding a Junior Research Fellowship at Balliol College, an 1851 Research Fellowship, before taking up a Royal Society University Research Fellowship. Her research concentrates on radio galaxies and quasars. In 2005 she won a Leverhulme prize for her research.

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

我必须强调一下这本书的数学处理方式，它拿捏得非常精准，对于非数学专业的物理学习者来说，简直是教科书级别的示范。它不是为了展示复杂的数学技巧而使用数学，而是将数学工具视为理解物理的必要语言。作者在引入偏微分方程和拉格朗日乘数法时，总是先用清晰的物理直觉去铺垫，然后再展示如何用这些工具来量化和解决问题。例如，在热力学势（如亥姆霍兹自由能、吉布斯自由能）的推导过程中，每一步的变量替换和偏导数的选取都有着明确的物理动机，而不是凭空出现的代数变换。这种“物理驱动数学”的风格，极大地减轻了读者在面对复杂数学推导时的焦虑感。而且，书中对符号的使用非常规范和一致，一旦引入一个符号，它在后续的章节中都会保持其物理意义的稳定性，这在翻阅回顾时非常省心。对于那些被传统教材中晦涩的数学符号吓退的读者，这本书提供了一个非常友好且高效的学习路径。

评分☆☆☆☆☆

这本书在选择讨论的主题深度上把握得相当到位，它没有陷入不必要的细节泥潭，而是聚焦于那些真正具有“概念性”的核心思想。其中对相变（Phase Transitions）的讨论给我留下了极其深刻的印象。作者没有用冗长篇幅去堆砌大量的实验数据，而是侧重于朗道的平均场理论以及重整化群思想的初步介绍。这种处理方式的优势在于，它提供了一个强大的、可以泛化到其他复杂物理系统中的思维工具。读者可以清晰地看到，为什么在临界点附近，看似差异极大的系统会表现出惊人的普适性（Universality）。这种从微观涨落如何导致宏观集体行为的解释，远比单纯记忆克劳修斯-克拉佩龙方程要来得有深度。此外，书中对黑体辐射的引入，也巧妙地将其定位为连接经典物理局限性与量子革命的桥梁，这种历史感和理论前瞻性的结合，使得整个阅读体验充满了探索的乐趣。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，这本书的“哲学”高度常常让我停下来深思，它不仅仅是在传授知识，更像是在培养一种物理学家的思维模式。它对“热力学平衡”这一基础概念的探讨，远超出了普通教材的范畴。书中不断地提醒读者，我们所描述的“宏观”世界，本质上是建立在海量微观粒子服从概率律的基础之上的。这种对近似、模型以及适用范围的审慎态度，是真正成熟的物理学素养的体现。在某些章节的结尾，作者会提出一些开放性的问题或当前研究的前沿方向，这极大地激发了我进一步探索的兴趣，而不是在合上书本后就感觉知识已经用尽了。例如，它对信息论与熵的联系的简要介绍，虽然没有深入展开，但已经足够引导读者去思考物理学与信息科学交叉领域的巨大潜力。总而言之，这是一本需要细细品味的书，每一次重读都能挖掘出新的层次和更深远的见解，它绝对配得上“经典”二字。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编排结构堪称艺术品，尤其是在处理从经典统计力学到量子统计力学的过渡部分，处理得极为高明。通常，许多教材在这里会显得割裂和生硬，但《Concepts in Thermal Physics》成功地将两者编织成一个统一的理论框架。作者巧妙地引入了系综理论，用更抽象但更强大的数学工具来统一处理经典和量子情况。当我读到关于费米子和玻色子统计的部分时，那种豁然开朗的感觉非常强烈。它不仅仅是把巴斯-爱因斯坦和费米-狄拉克分布并列展示，而是通过对粒子全同性（Indistinguishability）这一深刻物理原理的剖析，自然而然地推导出这两种分布的差异和各自的应用场景。这种叙事方式极大地增强了理论的内在一致性。更不用说，书中对于理想气体模型之外的拓展讨论，比如范德华方程的深入分析，这使得我们能够将学到的知识应用到更贴近现实的复杂系统中去，而不是仅仅停留在理论的完美假设中。这种平衡了理论深度和应用广度的能力，是这本书最宝贵的财富之一。

评分☆☆☆☆☆

这本《Concepts in Thermal Physics》真是让人眼前一亮，它不仅仅是一本教科书，更像是一次深入的思维漫步。作者在处理热力学和统计力学这些看似枯燥的领域时，展现出了惊人的洞察力和清晰的逻辑。我特别欣赏它在概念引入上的循序渐进，完全没有那种上来就抛出复杂公式的蛮横感。从宏观的热力学基本定律开始，它细致地剖析了熵的真正含义，那种从微观粒子行为到宏观热力学特性的桥梁搭建得极其自然流畅。比如，在讲解卡诺循环和效率时，作者没有仅仅停留在数学推导上，而是用生动的比喻和实际的例子，让我们真切地感受到“热力学第二定律”的不可逆性和普遍性。统计力学的引入部分也处理得非常精妙，它不是简单地将玻尔兹曼分布当作一个既定事实抛出，而是通过对相空间、微观态和宏观态之间联系的深入探讨，让人理解为什么这些统计方法在描述大量粒子系统时会如此有效。读完这部分，我感觉自己对“随机性”和“概率”在物理学中的核心地位有了全新的认识。对于那些想要真正掌握热物理精髓而不是仅仅会套用公式的学生来说，这本书无疑是极佳的伴侣。它鼓励你思考“为什么”而不是只关注“如何做”。

评分☆☆☆☆☆

书很干净易懂，習題都比較基礎

评分☆☆☆☆☆

a clear structure,a wide perspective

评分☆☆☆☆☆

书很干净易懂，習題都比較基礎

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评分☆☆☆☆☆

书很干净易懂，習題都比較基礎