Читать онлайн «Задачи по термодинамике, статистической физике и кинетической теории : учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по направлению 540200»

А. С. Кондратьев П. А. Райгородский ЗАДАЧИ ПО ТЕРМОДИНАМИКЕ, СТАТИСТИЧЕСКОЙ ФИЗИКЕ и КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ Допущено Учебно-методическим объединением по направлениям педагогического образования Министерства образования и науки РФ в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 540200 (050200) Физико-математическое образование МОСКВА ФИЗМАТЛИТ 2007 УДК 536 ББК 22. 317 К 64 Кондратьев А. С, Райгородский П. А. Задачи по термодинамике, статистической физике и кинетической теории. — М. : ФИЗМАТЛИТ, 2007. - 256 с. - ISBN 978-5-9221-0876-8. Сборник задач соответствует современному курсу статистической физики для студентов физических специальностей вузов. Наряду с классическими задачами впервые рассматриваются задачи по теории квантовых жидкостей, которая широко применяется в настоящее время в физике твердого тела, физике металлов, физике магнитных явлений, ядерной физике и астрофизике. Для большинства задач приведены подробные решения. Допущено Учебно-методическим объединением по направлениям педагогического образования Министерства образования и науки РФ в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 540200 (050200) Физико-математическое образование. ISBN 978-5-9221-0876-8 © ФИЗМАТЛИТ, 2007 © А. С. Кондратьев, П. А. Райгородский, 2007 ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие 5 Список обозначений 7 Глава 1. Феноменологическая термодинамика 9 § 1. 1. Основные термодинамические соотношения 9 § 1. 2. Термодинамика диэлектриков и магнетиков 11 Задачи 13 Задачи для самостоятельного решения 44 Глава 2. Равновесная статистика классических и квантовых систем 45 §2. 1. Статистические ансамбли и статистические суммы 45 §2. 2. Классические и квантовые функции распределения 47 Задачи 51 Задачи для самостоятельного решения 80 Глава 3. Равновесная статистическая механика квантовых газов 81 §3. 1. Ферми- и бозе-газы 81 § 3. 2. Смешанное представление в квантовой статистической механике 83 Задачи 84 Задачи для самостоятельного решения 123 Глава 4. Равновесная статистическая механика квантовых жидкостей. Квантовые ферми- и бозе-жидкости 124 §4. 1. Нормальная ферми-жидкость 124 §4. 2. Сверхтекучая бозе-жидкость 126 Задачи 127 Задачи для самостоятельного решения 145 Глава 5. Теория флуктуации 147 §5. 1. Элементарный расчет флуктуации 147 § 5. 2. Гауссова квазитермодинамическая теория флуктуации . . . 147 §5. 3. Статистическая теория флуктуации 149 § 5. 4. Описание динамических систем с флуктуирующими параметрами 150 Задачи 152 Задачи для самостоятельного решения 176 Глава 6. Динамический подход к теории неравновесных явлений 177 §6. 1. Статистическое описание неравновесных систем 177 §6. 2. Уравнения Лиувилля и Неймана 177 §6. 3. Приближение самосогласованного поля 178 Задачи 180 Задачи для самостоятельного решения 209 4 Оглавление Глава 7. Описание неравновесных явлений с помощью управляющих уравнений 210 § 7. 1. Кинетическое уравнение Больцмана 210 § 7. 2. Уравнение кинетического баланса Паули 211 § 7. 3.