热力学与统计物理的考试大纲

一、考试目的与要求

热力学与统计物理的考试大纲

本课程考试目的是测试学生对“热力学与统计物理”知识的掌握程度。考试分三个层次要求: 了解:只要求初步定性认识并了解其含义。

理解:不但能领会,还能解释其含义。

掌握:要求对某些重要概念、物理公式、定理及相关证明、计算作综合运用。

二、考试方式

本课程作为全省统考科目,无论正考与补考均采用闭卷考试方式。

三、考试内容

1、考试范围

汪志诚编《热力学·统计物理》(第三版)所教授内容。

2、考试具体内容

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(α,β,)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,绝热过程及特性,热力学第二定律(文字表述、数学表述),可逆过程克劳修斯不等式,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(ΔS)的计算。

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G的定义,全微公式,麦克斯韦关系(四个)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,空窖辐射场的物态方程,内能、熵,吉布函数的性质。

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),单元复相系的平衡条件,多元复相系的平衡条件,多元系的热力学函数及热力学方程,一级相变的特点,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,布罗意关系(空间,运动状态,代表点,三维自由粒子的空间,德),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,Pl,Ps的概念,经典配分函数()麦态斯韦速度分布律。

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ε→ε+dε内,粒子的量子态数;了解运用最可几方法推导三种分布。

第七章 玻尔兹曼统计

基本概念:熟悉U、广义力、物态方程、熵S的统计公式,乘子α、β的意义,玻尔兹曼关系(S=KlnΩ),最可几率Vm,平均速度,方均根速度,能量均分定理。 综合运用:

能运用玻尔兹曼经典分布计算理想气体的配分函数内能、物态方程和熵;能运用玻尔兹曼分布计算谐振子系统(已知能量ε=(n+ 第八章 玻色统计和费米统计

基本概念: ))的'配分函数内能和热容量。

光子气体的玻色分布,分布在能量为εs的量子态s的平均光子数(

=0k时,自由电子的费米分布性质(fs=1),费米能量

平均能量,维恩位移定律。

综合运用:掌握普朗克公式的推导;T=0k时,电子气体的费米能量

时,电子的平均速率的计算,电子的平均能量的计算。 ),T(0),费米动量PF,T=0k时电子的 (0)计算,T=0k 第九章 系综理论

基本概念:

空间的概念,微正则分布的经典表达式、量子表达式,正则分布的表达式,正则配分函数的表达式。

经典正则配分函数。

不作综合运用要求。

四、考试题型与分值分配

1、题型采用判断题、单选题、填空题、名词解释、证明题及计算题等六种形式。

2、判断题、单选题占24%,名词解释及填空题占24%,证明题占10%,计算题占42%。