《高等物理》

目录1

第一篇 经典物理学与狭义相对论基础1

第一章 经典力学1

1-1牛顿方程1

1-2拉格朗日方程20

1-3哈密顿方程28

1-4线性谐振子37

1-5刚性转子43

1-6开普勒问题51

1-7卢瑟福问题57

习题62

本章小结62

第二章 经典电磁场65

2-1麦克斯韦方程65

2-2电磁场的能量82

2-3电磁场的波动性85

2-4稳定场93

2-5辐射问题106

2-6介质的电磁性质117

本章小结127

习题127

第三章 狭义相对论129

3-1爱因斯坦假设129

3-2时空理论与运动学139

3-3相对论力学149

本章小结161

习题162

附录一 矢量分析164

附录二 δ函数170

附录三 变分法172

第二篇 量子力学176

第一章 经典物理学的困难与量子论的兴起178

1-1经典物理学的困难178

1-2普朗克能量子假设187

1-3爱因斯坦光子假设190

1-4玻尔原子理论192

1-5量子现象的普遍性205

本章小结219

习题220

第二章 微观粒子状态的描述222

2-1微观粒子的波粒二象性222

2-2不确定原理238

2-3波函数243

2-4态叠加原理251

2-5表象的初步概念256

本章小结261

习题261

第三章 力学量的平均值与算符表示264

3-1力学量的平均值（或称期待值）264

3-2常见的力学量算符273

3-3算符的运算规则及力学量算符的基本性质278

3-4算符的本征值和本征函数283

本章小结292

习题293

第四章 薛定谔方程294

4-1薛定谔方程的建立294

4-2定态薛定谔方程298

4-3金属中的自由电子300

4-4隧道效应315

4-5线性谐振子322

4-6几率流密度与粒子数守恒定律330

4-7力学量平均值随时间的变化334

4-8量子力学的运动积分与守恒定律338

4-9宇称的概念341

4-10厄任费斯脱定理——“量子牛顿方程式”343

本章小结347

习题348

第五章 氢原子350

5-1氢原子的定态薛定谔方程350

5-2方位角函数Φ（φ）及空间量子化354

5-3天顶角函数Θ（θ）及角动量量子化357

5-4径向函数R（r）及能量量子化362

5-5氢原子的定态波函数363

5-6电子的几率分布与氢原子中的电流365

5-7正常塞曼效应与空间量子化375

5-8电子自旋378

5-9泡利不相容原理与原子的壳层结构388

本章小结394

习题395

＊第六章 近似方法397

6-1定态微扰论397

6-2变分法410

6-3经典近似法417

本章小结424

习题425

附录一 量子力学态叠加原理的一维形式427

附录二 箱归一化429

附录三 角动量算符的球坐标形式432

附录四 角动量平方算符的球坐标形式434

附录五 动能算符的球坐标形式435

附录六 一维线性谐振子能量本征值方程的解436

第三篇 统计物理学441

第一章 热力学444

1-1热力学过程状态方程状态函数444

1-2热力学第一定律447

1-3可逆过程与不可逆过程451

1-4焓453

1-5绝热过程自由膨胀455

1-6热力学第二定律卡诺循环457

1-7熵熵增加定理465

1-8理想气体的熵469

1-9自由能热力势麦克斯韦关系式471

本章小结478

习题479

第二章 气体分子运动论483

2-1理想气体483

2-2麦克斯韦气体分子速率分布定律484

2-3理想气体压强方程分子通量493

2-4小孔泻流496

2-5平均碰撞次数和平均自由程500

2-6分子自由程分布504

2-7输运过程概述508

2-8气体内摩擦510

2-9气体热传导516

2-10气体扩散519

本章小结521

习题522

第三章 玻耳兹曼统计525

3-1μ相空间微观粒子状态的描述525

3-2非全同粒子的微观分布等几率原理532

3-3玻耳兹曼分布535

3-4任意一种分布与最大几率分布之间的关系543

3-5熵与几率546

3-6热力学函数的统计表述548

3-7理想气体的热力学函数552

3-8麦克斯韦气体分子速率分布律554

3-9能量均分定理556

3-10单原子晶体的热容量561

3-11热辐射的瑞利-金斯定律563

本章小结567

习题569

第四章 早期量子统计571

4-1平动粒子的配分函数571

4-2线性谐振子的配分函数573

4-3转子的配分函数575

4-4双原子分子气体的热容量578

4-5晶体热容量的爱因斯坦理论582

4-6在连续介质中的振动586

4-7固体热容量的德拜理论594

4-8黑体辐射的普朗克公式598

习题602

本章小结602

第五章 玻色统计和费密统计604

5-1粒子全同性对统计分布的影响604

5-2费密-狄喇克统计和玻色-爱因斯坦统计607

5-3金属中自由电子对热容量的贡献612

5-4电子逸出功与金属接触电势差623

5-5辐射场的光子气体628

5-6从量子统计过渡为经典统计630

本章小结633

习题633

＊第六章 吉布斯统计635

6-1Γ相空间系统微观状态的统计描述635

6-2微正则分布641

6-3吉布斯正则分布642

6-4关于吉布斯正则分布几率的讨论648

6-5吉布斯正则分布的热力学公式650

6-6理想气体的配分函数和热力学函数654

6-7理想气体混合时熵的变化657

6-8力场中玻耳兹曼公式气压公式659

6-9吉布斯正则分布的能量涨落665

6-10熵的统计解释熵增加定理668

6-11实际气体的状态方程671

6-12粒子数可变系统的吉布斯巨正则分布677

6-13从巨正则分布导出费密-狄喇克分布和玻色-爱因斯坦分布687

本章小结690

习题693

附录一 几率695

附录二 排列与组合703

附录三 斯特林近似公式710

附录四 重要积分公式711

附录五 误差函数714

附录六 积分∫…∫dP1dP2…dPSN的计算714

第四篇 固体物理学基础717

第一章 晶体的几何描述和结合形式717

1-1晶格718

1-2晶体中的缺陷721

1-3晶体的基本结合形式723

1-4结合能726

习题728

本章小结728

第二章 晶格动力学729

2-1一维同类原子（纵）振动729

2-2一维双类原子（纵）振动733

2-3晶格振动的量子理论737

本章小结741

第三章 能带理论741

习题742

3-1单电子近似744

3-2一维方阱周期势场模型745

3-3能带理论基本概念750

3-4电子的有效质量752

3-5导体、绝缘体及半导体的能带754

本章小结757

习题758

第四章 固体物理若干课题简介759

4-1晶体中的电导759

4-2半导体的能带特点及导电性能761

4-3半导体中电子与空穴的统计分布765

4-4固体的受激发射769

4-5固体物理中的元激发概念773

本篇结语779

后语780

外国人名索引782

习题答案787