熱力學與統計物理的考試大綱

一、考試目的與要求

本課程考試目的是測試學生對“熱力學與統計物理”知識的掌握程度。考試分三個層次要求： 瞭解：只要求初步定性認識並瞭解其含義。

理解：不但能領會，還能解釋其含義。

掌握：要求對某些重要概念、物理公式、定理及相關證明、計算作綜合運用。

二、考試方式

本課程作為全省統考科目，無論正考與補考均採用閉卷考試方式。

三、考試內容

1、考試範圍

汪志誠編《熱力學·統計物理》（第三版）所教授內容。

2、考試具體內容

第一章 熱力學的基本定律

基本概念：平衡態、熱力學參量、熱平衡定律

溫度，三個實驗係數（α，β，）轉換關係，物態方程、功及其計算，熱力學第一定律（數學表述式）熱容量（C，CV，Cp的概念及定義），理想氣體的內能，焦耳定律，絕熱過程及特性，熱力學第二定律（文字表述、數學表述），可逆過程克勞修斯不等式，熱力學基本微分方程表述式，理想氣體的熵、熵增加原理及應用。

綜合計算：利用實驗係數的任意二個求物態方程，熵增（ΔS）的計算。

第二章 均勻物質的熱力學性質

基本概念：焓（H），自由能F，吉布斯函式G的定義，全微公式，麥克斯韋關係（四個）及應用、能態公式、焓態公式，節流過程的物理性質，焦湯係數定義及熱容量（Cp）的關係，絕熱膨脹過程及性質，特性函式F、G，空窖輻射場的物態方程，內能、熵，吉布函式的性質。

綜合運用：重要熱力學關係式的證明，由特性函式F、G求其它熱力學函式（如S、U、物態方程）

第三章、第四章 單元及多元系的相變理論

該兩章主要是掌握物理基本概念：

熱動平衡判據（S、F、G判據），單元復相系的平衡條件，多元復相系的平衡條件，多元系的熱力學函式及熱力學方程，一級相變的特點，吉布斯相律，單相化學反應的化學平衡條件，熱力學第三定律標準表述，絕對熵的概念。

統計物理部分

第六章 近獨立粒子的最概然分佈

基本概念：能級的簡併度，布羅意關係（空間，運動狀態，代表點，三維自由粒子的空間，德），相格，量子態數。

等概率原理，對應於某種分佈的玻爾茲曼系統、玻色系統、費米系統的微觀態數的計算公式，最概然分佈，玻爾茲曼分佈律

（）配分函式

（），用配分函式表示的玻爾茲曼分佈（），fs，Pl，Ps的概念，經典配分函式（）麥態斯韋速度分佈律。

綜合運用：

能計算在體積V內，在動量範圍P→P+dP內，或能量範圍ε→ε+dε內，粒子的量子態數；瞭解運用最可幾方法推導三種分佈。

第七章 玻爾茲曼統計

基本概念：熟悉U、廣義力、物態方程、熵S的統計公式，乘子α、β的意義，玻爾茲曼關係（S＝KlnΩ），最可機率Vm，平均速度，方均根速度，能量均分定理。 綜合運用：

能運用玻爾茲曼經典分佈計算理想氣體的配分函式內能、物態方程和熵；能運用玻爾茲曼分佈計算諧振子系統（已知能量ε＝（n+ 第八章 玻色統計和費米統計

基本概念： ））的'配分函式內能和熱容量。

光子氣體的玻色分佈，分佈在能量為εs的量子態s的平均光子數（

＝0k時，自由電子的費米分佈性質（fs=1），費米能量

平均能量，維恩位移定律。

綜合運用：掌握普朗克公式的推導；T＝0k時，電子氣體的費米能量

時，電子的平均速率的計算，電子的平均能量的計算。 ），T(0)，費米動量PF，T＝0k時電子的 (0)計算，T=0k 第九章 系綜理論

基本概念：

空間的概念，微正則分佈的經典表示式、量子表示式，正則分佈的表示式，正則配分函式的表示式。

經典正則配分函式。

不作綜合運用要求。

四、考試題型與分值分配

1、題型採用判斷題、單選題、填空題、名詞解釋、證明題及計算題等六種形式。

2、判斷題、單選題佔24％，名詞解釋及填空題佔24％，證明題佔10％，計算題佔42％。