В основу книги положен курс лекций по статистической физике, читающийся в вузах ГДР. Наряду с кратким изложением фундаментальных теоретических вопросов книга содержит большое количество (свыше 140) задач, снабженных подробными решениями и иллюстрирующих применение статистической физики к важнейшим конкретным проблемам.
Активному усвоению материала способствует также большое число упражнений, предназначенных для самостоятельной работы читателя и снабженных ответами. Благодаря подбору материала книга может служить хорошим дополнением к более строгим учебникам статистической физики.
Книга предназначена для студентов — будущих физиков, химиков и инженеров, а также для преподавателей, ведущих практические занятия по курсу статистической физики.
Подробно излагается история возникновения и развития понятия энтропии, играющего фундаментальную роль в современной науке.
Помимо чисто статистических приложений исследуется вопрос о возможности применения понятия энтропии к живым системам. Книга заканчивается главой, посвященной философским аспектам понятия энтропии.
В моей книге «Математические основания статистической механики»*), сданной в печать перед самым началом войны и посвящённой обоснованию классической статистической механики, мною было указано (стр. 11), что тот же метод в принципе может быть применён и к построению математических основ квантовой статистики.
Учитывая, однако, что всё же при этом метод должен претерпеть некоторые видоизменения, я тогда же поставил себе задачей составление специальной монографии, посвящённой этому вопросу.
Выполнение этого плана задержалось почти на десять лет — отчасти вследствие загруженности другой работой, отчасти же потому, что трудности, стоявшие на начальном пути, оказались более значительными, чем это мне представлялось первоначально. Необходимость включения в круг исследуемых новых статик (симметрийной и антисимметрийной) потребовала довольно серьёзного изменения метода.
Предлагаемая книга представляет собой запись курса лекций лауреата Нобелевской премии проф. Р. Фейнмана, известного своими работами в области статистической физики, теории элементарных частиц и теории твердого тела.
Автор с большим педагогическим мастерством вводит читателей в круг проблем и методов этих областей физики, иллюстрируя основные принципы теории рядом удачно подобранных задач и примеров. При этом наиболее подробно рассматриваются те задачи, в решение которых большой вклад внес сам автор (метод интегрирования по путям, теория полярона, диаграммы Фейнмана, вихри в сверхтекучем гелии и т. д.).
Книга рассчитана на широкий круг читателей, интересующихся вопросами статистической физики; особый интерес она представляет для специалистов, активно работающих в этой области, а также для преподавателей, аспирантов и студентов старших курсов университетов.
Лекции известного американского физика Дж. Уленбека, подготовленные им совместно с Дж. Фордом, представляют собой наиболее обстоятельный обзор из имеющихся в литературе современных критических обзоров неквантовой теории газов из нейтральных частиц.
Рассмотрены принципиальные вопросы теории равновесного состояния, кинетической теории и гидродинамического приближения. Материал изложен последовательно и на высоком математическом уровне. Книгу отличает исключительная четкость постановки физических проблем и ясность изложения.
Настоящее издание предназначено для студентов старших курсов физических и математических факультетов, аспирантов и научных сотрудников, интересующихся вопросами статистической механики.
Изложена теория флуктуаций и линейного отклика в различных системах многих тел. В рамках единого метода рассматриваются флуктуации в нормальных жидкостях, сверхтекучем гелии и жидких кристаллах, в ферромагнетиках, антиферромагнетиках и сверхпроводниках.
Для начинающих научных работников в области теоретической физики и химии. Может быть использована аспирантами и студентами старших курсов физических и инженерно-физических факультетов.
В предлагаемой книге излагается вторая часть курса «Термодинамика и статистическая физика». Она написана в полном соответствии с существующей программой этого курса.
В основу всего изложения положен метод Гиббса, как наиболее последовательный и строгий в статистической физике. По методу Гиббса излагается не только классическая и квантовая теория равновесных состояний, но и теория флуктуаций, включая теорию броуновского движения, а также вопросы физической кинетики.
В книге рассматриваются также некоторые новые вопросы, еще не вошедшие в программу. Они изложены для студентов, желающих глубже изучить курс, и рассматриваются на безматематическом уровне.
При подготовке второго издания книга подверглась некоторой переработке. Помимо чисто редакционных изменений, некоторого сокращения отдельных мест, исправления замеченных опечаток, заменены некоторые параграфы первого издания новыми. Из числа наиболее существенных изменений следует упомянуть введение основных идей термодинамики необратимых процессов и ее применение к теории термоэлектрических явлений и краткое изложение применения статистической физики к теории электронного газа в полупроводниках.
При подготовке второго издания к печати мне оказывали большую помощь кандидат физ.-мат. наук Л. Л. Коренблит и ассистент И. В. Даховский, которым выражаю за это свою искреннюю признательность.
Излагаемый ниже материал представляет собой несколько расширенный конспект лекций по односеместровому курсу “Статистическая физика”, читаемых автором на физическом факультете Уральского Государственного Университета, начиная с 1992 года. Курс предназначен для всего потока студентов, специализирующихся по физике, и составляет часть общего курса теоретической физики.
В этом смысле он ориентирован не только на студентов–теоретиков, но содержит в себе тот минимум знаний, который необходим, в настоящее время, и физикам–экспериментаторам.
Нужно отметить, что особенности программы обучения студентов на физическом факультете УГУ таковы, что статистической физике отводится весьма незначительное время. Поэтому перед автором стояла задача дать достаточно компактное изложение материала, которое, тем не менее, содержало бы основные принципы и приложения статистической физики в заданных временных рамках.
Хотя сам автор придерживается точки зрения, впервые высказанной в фундаментальном курсе Ландау и Лифшица, о необходимости первоочередного включения термодинамики в состав курса статистической физики, здесь эта схема отброшена, опять же в связи с особенностями программы обучения в УГУ, где читается отдельный курс феноменологической термодинамики.
Данный краткий курс статистической физики предназначен в основном для студентов-физиков педагогических институтов и написан по существующей программе для этих высших учебных заведений. Последнее определило содержание книги и расположение материала.
В соответствии с этой программой в книге главное внимание уделено классической статистике. Изложению основного метода Гиббса предшествует рассмотрение элементарной кинетической теории газов и анализа статистического смысла второго начала термодинамики.
Для нас вполне очевидно, что эти вопросы имеют важное значение для формирования материалистических взглядов будущего учителя физики и поэтому на них было обращено достаточное внимание в книге.
Далее рассматриваются основные положения физической статистики и виды статистического распределения. В главе V даны приложения метода Гиббса.