全書(shū)共8章，內(nèi)容包括：宏觀體系的特性、基本的幾率概念、多粒子體系的統(tǒng)計(jì)描述、熱相互作用、微觀理論與宏觀測(cè)量、經(jīng)典近似中的正則分布、一般熱力學(xué)相互作用、輸運(yùn)過(guò)程分子運(yùn)動(dòng)論基礎(chǔ)。各章的大量習(xí)題不僅可以加深對(duì)概念的理解，而且對(duì)統(tǒng)計(jì)物理學(xué)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用也頗有啟發(fā)。
F.Reif，1927年出生于澳大利亞，1953年畢業(yè)于哈佛大學(xué)，獲物理學(xué)博士學(xué)位。1960-1989年在加州大學(xué)伯克利分校物理系任教。除本書(shū)外，其另一本代表作Fundamentals of Statistical and Thermal Physics也深受廣大讀者歡迎，至今仍廣為流傳。
中譯本再版前言
“伯克利物理學(xué)教程” 序
“伯克利物理學(xué)教程” 原序（一）
“伯克利物理學(xué)教程” 原序（二）
出版說(shuō)明
前言
教學(xué)說(shuō)明
致謝
第1 章 宏觀體系的特性……………………………………………………………… 2
1.0.2 1 平衡中的漲落…………………………………………………………………… 4
1.0.2 2 不可逆性和趨近平衡…………………………………………………………… 12
1.0.2 3 其他例證………………………………………………………………………… 23
1.0.2 4 平衡情況的性質(zhì)………………………………………………………………… 25
1.0.2 5 熱與溫度………………………………………………………………………… 29
1.0.2 6 典型的數(shù)值……………………………………………………………………… 33
1.0.2 7 宏觀物理的重要問(wèn)題…………………………………………………………… 39
定義摘要……………………………………………………………………………… 42
建議的補(bǔ)充讀物……………………………………………………………………… 43
習(xí)題………………………………………………………………………………… 43
第2 章 基本的概率概念…………………………………………………………… 49
2.0.2 1 統(tǒng)計(jì)系綜………………………………………………………………………… 49
2.0.2 2 概率之間的基本關(guān)系…………………………………………………………… 55
2.0.2 3 二項(xiàng)式分布……………………………………………………………………… 57
2.0.2 4 平均值………………………………………………………………………… 65
2.0.2 5 自旋體系平均值的計(jì)算………………………………………………………… 70
2.0.2 6 連續(xù)的概率分布………………………………………………………………… 75
定義摘要……………………………………………………………………………… 79
重要關(guān)系式…………………………………………………………………………… 79
建議的補(bǔ)充讀物……………………………………………………………………… 80
習(xí)題………………………………………………………………………………… 80
第3 章 多粒子體系的統(tǒng)計(jì)描述…………………………………………………… 88
3.0.2 1 指定體系狀態(tài)…………………………………………………………………… 89
3.0.2 2 統(tǒng)計(jì)系綜………………………………………………………………………… 95
3.0.2 3 統(tǒng)計(jì)假設(shè)………………………………………………………………………… 97
3.0.2 4 概率計(jì)算……………………………………………………………………… 102
3.0.2 5 宏觀體系的可到達(dá)狀態(tài)數(shù)……………………………………………………… 103
3.0.2 6 約束、平衡和不可逆性………………………………………………………… 108
3.0.2 7 體系間的相互作用……………………………………………………………… 113
定義摘要…………………………………………………………………………… 118
重要關(guān)系式………………………………………………………………………… 119
建議的補(bǔ)充讀物……………………………………………………………………… 119
習(xí)題………………………………………………………………………………… 120
第4 章 熱相互作用………………………………………………………………… 125
4.0.2 1 宏觀體系間的能量分布………………………………………………………… 125
4.0.2 2 趨向熱平衡…………………………………………………………………… 130
4.0.2 3 溫度…………………………………………………………………………… 131
4.0.2 4 微小的熱轉(zhuǎn)移………………………………………………………………… 136
4.0.2 5 與熱庫(kù)接觸的體系……………………………………………………………… 137
4.0.2 6 順磁性………………………………………………………………………… 142
4.0.2 7 理想氣體的平均能量…………………………………………………………… 145
4.0.2 8 理想氣體的平均壓強(qiáng)…………………………………………………………… 149
定義摘要…………………………………………………………………………… 152
重要關(guān)系式………………………………………………………………………… 153
建議的補(bǔ)充讀物……………………………………………………………………… 153
習(xí)題………………………………………………………………………………… 154
第5 章 微觀理論與宏觀測(cè)量……………………………………………………… 166
5.0.2 1 絕對(duì)溫度的確定………………………………………………………………… 166
5.0.2 2 高和低的絕對(duì)溫度……………………………………………………………… 169
5.0.2 3 功、內(nèi)能和熱………………………………………………………………… 172
5.0.2 4 熱容量………………………………………………………………………… 178
5.0.2 5 熵……………………………………………………………………………… 181
5.0.2 6 強(qiáng)度量和廣延量………………………………………………………………… 182
定義摘要…………………………………………………………………………… 183
重要關(guān)系式………………………………………………………………………… 184
建議的補(bǔ)充讀物……………………………………………………………………… 184
習(xí)題………………………………………………………………………………… 185
第6 章 經(jīng)典近似中的正則分布…………………………………………………… 193
6.0.2 1 經(jīng)典近似……………………………………………………………………… 193
6.0.2 2 麥克斯韋速度分布……………………………………………………………… 199
6.0.2 3 麥克斯韋分布的討論…………………………………………………………… 201
6.0.2 4 瀉流和分子束………………………………………………………………… 207
6.0.2 5 均分定理……………………………………………………………………… 211
6.0.2 6 均分定理的應(yīng)用………………………………………………………………… 212
6.0.2 7 固體的比熱容………………………………………………………………… 214
定義摘要…………………………………………………………………………… 219
重要關(guān)系式………………………………………………………………………… 219
建議的補(bǔ)充讀物……………………………………………………………………… 219
習(xí)題………………………………………………………………………………… 220
第7 章 一般熱力學(xué)相互作用……………………………………………………… 228
7.0.2 1 狀態(tài)數(shù)與外參量的關(guān)系………………………………………………………… 228
7.0.2 2 適用于平衡時(shí)的一般關(guān)系……………………………………………………… 232
7.0.2 3 應(yīng)用于理想氣體………………………………………………………………… 235
7.0.2 4 統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的基本表述………………………………………………………… 239
7.0.2 5 平衡條件……………………………………………………………………… 242
7.0.2 6 相平衡………………………………………………………………………… 247
7.0.2 7 無(wú)序向有序的轉(zhuǎn)變……………………………………………………………… 252
定義摘要…………………………………………………………………………… 258
重要關(guān)系式………………………………………………………………………… 258
建議的補(bǔ)充讀物……………………………………………………………………… 259
習(xí)題………………………………………………………………………………… 259
第8 章 輸運(yùn)過(guò)程分子運(yùn)動(dòng)論基礎(chǔ)………………………………………………… 267
8.0.2 1 平均自由程…………………………………………………………………… 267
8.0.2 2 黏性與動(dòng)量輸運(yùn)………………………………………………………………… 270
8.0.2 3 熱導(dǎo)率與能量輸運(yùn)……………………………………………………………… 276
8.0.2 4 自擴(kuò)散與分子輸運(yùn)……………………………………………………………… 279
8.0.2 5 電導(dǎo)率與電荷的輸運(yùn)…………………………………………………………… 283
定義摘要…………………………………………………………………………… 285
重要關(guān)系式………………………………………………………………………… 285
建議的補(bǔ)充讀物……………………………………………………………………… 285
習(xí)題………………………………………………………………………………… 286
附錄…………………………………………………………………………………… 292
補(bǔ)充題………………………………………………………………………………… 309
數(shù)學(xué)符號(hào)……………………………………………………………………………… 313
希臘字母……………………………………………………………………………… 314
常數(shù)表………………………………………………………………………………… 315
習(xí)題答案……………………………………………………………………………… 316
索引…………………………………………………………………………………… 323
教學(xué)說(shuō)明
本書(shū)的結(jié)構(gòu)
本書(shū)分為三個(gè)主要部分，我將依次敘述。
A 預(yù)備性概念（第1、2章）
第1章：本章對(duì)本書(shū)所要探討的最基本的物理概念作定性介紹，使學(xué)生懂得宏觀體系的特點(diǎn)，并把學(xué)生的思考引向一條富有成效的路線。
第2章：本章在性質(zhì)上更像數(shù)學(xué)，試圖使學(xué)生熟悉概率論的基本概念（假定學(xué)生預(yù)先并沒(méi)有幾率的觀念）。全章始終強(qiáng)調(diào)了系綜的概念，所舉的例子全都是物理上很有意義的情況。盡管本章是針對(duì)后面各章的應(yīng)用而寫(xiě)的，但所討論的幾率概念當(dāng)然期望在更廣泛的范圍內(nèi)都可以應(yīng)用。
這兩章不必花太多時(shí)間。實(shí)際上，有些學(xué)生很可能已有足夠的基礎(chǔ)，已經(jīng)熟悉了這兩章的部分內(nèi)容。雖然如此，我明確地建議這樣的學(xué)生也不要跳過(guò)這兩章，而是把這兩章當(dāng)作有益的復(fù)習(xí)。
B 基本理論（第3、4、5章）
這部分是本書(shū)的核心。實(shí)際上，本書(shū)主題邏輯上的及定量的發(fā)展是從第3章開(kāi)始的（就這個(gè)意義上說(shuō)，前兩章可以略去，但從教學(xué)效果來(lái)看，那是不明智的）。
第3章：本章討論如何用統(tǒng)計(jì)術(shù)語(yǔ)描述由許多粒子所組成的體系。本章還引進(jìn)了統(tǒng)計(jì)理論的基本假設(shè)。學(xué)完這一章后，學(xué)生應(yīng)當(dāng)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到：宏觀體系的定量理解，本質(zhì)上說(shuō)，取決于對(duì)體系可到達(dá)的狀態(tài)數(shù)的研究，但他還不可能看到這一認(rèn)識(shí)具有多么有用的價(jià)值。
第4章：本章構(gòu)成了實(shí)質(zhì)上的核心內(nèi)容。這章很自然地從研究?jī)蓚�(gè)體系如何通過(guò)熱傳遞發(fā)生相互作用入手。但是，這一研究很快就導(dǎo)出了熵、絕對(duì)溫度、正則分布（即玻耳茲曼因子）等一些基本概念。到本章結(jié)束，學(xué)生就能處理一些很實(shí)際的問(wèn)題了。事實(shí)上，他已懂得了如何由基本原理計(jì)算物質(zhì)的順磁性質(zhì)和理想氣體的壓強(qiáng)。
第5章：本章把理論的概念完全引到實(shí)際中來(lái)。因而本章討論如何把原子論與宏觀測(cè)量聯(lián)系起來(lái)，如何從實(shí)驗(yàn)上確定一些物理量，例如絕對(duì)溫度、熵等。
授課時(shí)間十分緊迫的教師教完這五章就可結(jié)束，而不必感到惋惜。到此為止，學(xué)生應(yīng)當(dāng)已十分清楚地懂得了絕對(duì)溫度、熵和玻耳茲曼因子，即統(tǒng)計(jì)力學(xué)和熱力學(xué)的最基本的概念。（的確，至此尚未講到的唯一熱力學(xué)結(jié)果只是準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過(guò)程中熵保持不變。）我認(rèn)為這樣本課程的基本目的已經(jīng)達(dá)到了。
C 理論的詳盡闡述（第6、7、8章）
這一部分由彼此獨(dú)立的三章組成，在某種意義上，每一章都可以獨(dú)立存在，而不必以另外兩章為前提。并且在讀另一章之前只選用任一章的開(kāi)頭幾節(jié)也是完全可行的。因此，任何教師都可利用這一靈活性以適應(yīng)他自己的愛(ài)好或?qū)W生的興趣。其中第7章又是整個(gè)理論中最重要、最基本的一章，因?yàn)樗瓿闪藷崃W(xué)原理的討論。它也可能是對(duì)化學(xué)或生物學(xué)的學(xué)生最有用的一章。
第6章：這一章把近似經(jīng)典概念引入統(tǒng)計(jì)描述中，從而討論正則分布的某些特別重要的應(yīng)用。氣體分子的麥克斯韋速度分布及能量均分定理是本章的主要論題。作為例證的應(yīng)用包括分子束、同位素分離及固體熱容等。
第7章：本章一開(kāi)頭就證明在準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過(guò)程中熵保持不變。這就完成了熱力學(xué)定律的討論，然后對(duì)這些定律又以最普遍的形式加以總結(jié)。這一章還討論了幾個(gè)重要的應(yīng)用：普遍平衡條件，包括吉布斯自由能的性質(zhì)；相平衡；以及對(duì)熱機(jī)和生物有機(jī)體的意義。
第8章：最后一章打算闡述體系的非平衡性質(zhì)。本章以最簡(jiǎn)單的平均自由程論證處理稀薄氣體的輸運(yùn)過(guò)程，也闡述了黏滯性、熱傳導(dǎo)、自擴(kuò)散及電導(dǎo)等。
本書(shū)基本結(jié)構(gòu)的闡述就到此為止。在伯克利進(jìn)行教學(xué)的過(guò)程中，大約用了基礎(chǔ)物理學(xué)教學(xué)時(shí)間中最后四分之一中的八周時(shí)間，完成了本書(shū)主要內(nèi)容的教學(xué)任務(wù)。
上面的概述清楚地表明，盡管本書(shū)的敘述方式是新穎的，但仍有自己嚴(yán)密的邏輯結(jié)構(gòu)。
……
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