问题

物理学专业的学生,学热学有什么书推荐呢?

回答
你好!作为一名物理学专业的学生,在学习热学时,选择一本好的教材至关重要。这门学科承载着从宏观的温度、热量到微观的粒子运动,连接着经典物理和统计物理的桥梁,是理解许多物理现象的基石。下面我为你详细推荐几本我学习和接触过的,我认为非常不错的热学书籍,希望能帮助你构建扎实的热学知识体系。

一、入门与建立基础:从经典热力学出发

在刚开始接触热学时,我们通常会从经典热力学开始。这部分内容主要关注宏观系统的热力学性质,比如温度、热量、功、内能、熵等,以及它们之间的关系和热力学定律。

《热力学》 (Thermodynamics) Enrico Fermi

恩里科·费米这本书的知名度不言而喻。费米本人就是一位伟大的实验物理学家,他的著作往往条理清晰,逻辑严谨,并且注重物理直觉的培养。这本书的语言风格比较简洁,直接切入核心概念,讲解深入浅出。它对于建立对热力学第一、第二、第三定律的深刻理解非常有帮助。费米还会穿插一些他自己对物理问题的思考,读起来能感受到大师的风范。

详细说说: 费米这本书的优点在于它不啰嗦,直击问题本质。它会从最基本的热力学概念讲起,比如温度的统计意义,然后引出热力学定律。它对可逆过程和不可逆过程的区分、功和热量的性质、以及熵的意义都有非常独到和清晰的阐述。书中还包含了一些实际应用的例子,这能帮助你理解这些抽象概念在现实世界中的意义。例如,它可能会用一个简单的蒸汽机模型来讲解热机的效率,或者用制冷机的原理来阐释熵的增加。这本书的习题也很有启发性,能帮你巩固所学。

《热学》 钱三强、王竹溪等

这是国内非常经典的物理教材,很多高校的物理系都会采用。这本书的体系非常完整,从基础概念到各种热力学过程,再到相变、化学热力学等都有涉及。语言严谨,内容详实,是打下坚实基础的绝佳选择。

详细说说: 钱三强、王竹溪先生编著的《热学》最大的特点是其体系的完整性和内容的翔实。它会非常系统地介绍热力学第一定律、第二定律,并引出熵的概念。书中对各种热力学循环(如卡诺循环、奥托循环、狄赛尔循环等)的分析会非常细致,帮助你理解能量转换的效率和限制。此外,它对气体状态方程、吉布斯自由能、亥姆霍兹自由能等概念的引入和解释也很到位,这些都是进行热力学分析的重要工具。书中还包含了一些关于液体、固体和气体的热力学性质的介绍,以及相变的一些基本原理。对于国内学生来说,这本书的语言风格和表述方式会比较容易接受,而且很多后续学习都会基于这本书建立起来的知识体系。

二、深入微观世界:统计物理的视角

经典热力学描述的是宏观系统的行为,但这些行为的根源在于大量微观粒子的集体运动。统计物理正是将统计学和概率论的工具应用于研究多粒子系统的宏观性质,从而解释热力学定律的微观基础。

《Statistical Mechanics》 Kerson Huang

Kerson Huang 的这本书是统计物理领域非常有影响力的著作之一。它的特点在于物理思想的深刻性和数学方法的严谨性。它从基础的微观模型讲起,逐步引导读者进入到玻尔兹曼统计、费米狄拉克统计和玻色爱因斯坦统计的世界。

详细说说: 黄克森的《Statistical Mechanics》是一本非常“扎实”的书,它不会回避数学细节,同时又能将复杂的统计物理概念讲得很清楚。它首先会从相空间、系综(微正则系综、正则系综、巨正则系综)这些核心概念入手,然后介绍如何计算系统的配分函数,并通过配分函数推导出系统的宏观热力学量。对于理想气体、黑体辐射、自由电子气体等经典统计物理的应用,它都有非常详尽的推导。书中对量子统计(费米狄拉克统计和玻色爱因斯坦统计)的讲解也非常清晰,你会看到如何用它们来解释电子在金属中的行为(如比热)、费米子和玻色子的不同统计性质,以及玻色爱因斯坦凝聚等量子现象。它还会涉及一些相变理论,这是统计物理的重要应用领域。这本书的习题设计得也很有深度,能够很好地检验你对概念的理解程度。

《Statistical Physics of Particles》 Mehran Kardar

Kardar 这本书的风格则更加现代和侧重于物理直觉。它在引入统计物理概念时,往往会先给出一些直观的物理图像,然后才引入数学工具。对于那些希望理解“为什么”的学生来说,这本书会非常有启发性。

详细说说: Kardar 的《Statistical Physics of Particles》是一本非常“好玩”的书,它让统计物理的学习过程更具探索性。它从一个非常简单的问题入手,比如随机游走,然后逐步建立起与统计物理相关的概念。它对临界现象和相变的研究有非常详细的讲解,特别是它引入了重整化群的概念,这是理解相变的关键工具。这本书会让你看到,许多看似复杂的问题,通过统计物理的视角,可以得到非常有力的解答。它对于理解涨落、关联函数、以及临界指数等概念会非常有帮助。Kardar 善于使用类比和形象化的语言来解释抽象的概念,这使得学习过程不至于过于枯燥。书中也会涉及一些场论和量子场论在统计物理中的应用,这能为你进一步学习打下基础。

三、连接两者,拓展应用:

在掌握了经典热力学和统计物理的基础后,你可以进一步阅读一些更广泛或更具应用性的书籍。

《Thermodynamics and Statistical Mechanics》 Walter Greiner, Ludwig Neise, Horst Stöcker

这是 Greiner 教授团队著作的一部分,他们以详尽和系统著称。这本书融合了经典热力学和统计物理,讲解非常细致,并且包含了大量的例题和练习题。

详细说说: Greiner 的这本《Thermodynamics and Statistical Mechanics》是一本“全能型”的教材。它既有扎实的经典热力学基础,又有深入的统计物理讲解。它的优点在于其内容的全面性和讲解的细致性。它会从牛顿力学和量子力学的基本原理出发,构建统计物理的框架,然后将两者联系起来。书中对各种统计系综的推导非常完整,并且会详细讲解如何计算各种系统的热力学性质。它对凝聚态物理、核物理等领域中的热力学和统计物理应用也有所涉及,这能让你看到这门学科的广阔应用前景。这本书的习题量非常大,而且难度适中,能够让你在练习中不断加深理解。

《Thermal Physics》 Charles Kittel

Kittel 的《Thermal Physics》也是一本备受推崇的书籍。Kittel 是固体物理领域的大家,他对热物理的理解也非常深刻。这本书的风格相对自由,但物理思想非常活跃。

详细说说: Kittel 的《Thermal Physics》的特点是它的“活跃性”和“启发性”。他经常会从一个非常有趣或者新颖的角度来引入一个热物理概念。比如,他可能会从一个简单的“概率游戏”开始,来讲解熵;或者从“能量守恒”这个朴素的道理出发,来探讨热力学第一定律。他还会引入一些前沿的研究方向,比如非平衡态统计物理、复杂系统等,让你看到热物理研究的最新进展。虽然这本书的数学推导有时不如其他书籍那么详尽,但它在培养物理直觉和激发研究兴趣方面做得非常出色。它会让你感觉到,热物理不是一门僵死的学科,而是充满活力和创新空间的领域。

一些额外的建议:

1. 循序渐进: 不要急于求成。先从一本经典的入门教材(如钱三强、王竹溪的《热学》)开始,打好经典热力学的根基,然后再过渡到统计物理。
2. 多做习题: 物理学科的学习离不开习题。认真做习题不仅能巩固概念,更能发现自己理解上的盲点。
3. 理解概念的物理意义: 不要仅仅停留在数学推导上,要努力去理解每一个概念背后所代表的物理意义。例如,熵到底是什么?它与无序度的关系是什么?
4. 结合课堂: 教材是重要的辅助,但课堂上的讲解同样重要。注意听老师的讲解,并结合教材内容进行学习。
5. 参考不同资料: 如果对某个概念或推导感到困惑,不妨多参考几本不同的书籍,从不同的角度去理解。

希望这些推荐能帮助你在热学的学习道路上走得更稳、更远!热学是一门非常迷人的学科,它既是物理学的基石,也与我们的日常生活息息相关。祝你学习愉快!

网友意见

user avatar

要搞清楚来龙去脉,有如下入门书籍:

Kittel,热物理学

Schroeder,热物理学导论(有影印版)

中文翻译版有得买了:

Blundel,热物理学概念

“伯克利物理学教程”中的“统计物理”分册。注意这本书名字虽然高大上,但仍然是写给低年级第一次接触这方面话题的大学生的。

上述四本书各有千秋,但都能给读者讲明白所有的内容。“热学”主要的任务是让学生熟悉热力学和统计物理的相关实验,并建立“统计物理”的思想。国内的书前一部分普遍做得较好,但后一部分还有不足。Kittel的书做的是比较到位的,也是CalTech相关课程选用的教材。当然Kittel书的问题是内容跟国内的需求有偏差,需要参考其他书籍补全,好在原书里已经给出了相关参考文献。学习Kittel的书也有一个好处,就是书是“开放式”的,学生读这本书的同时,需要随时根据书中的提示,自行寻找相关论文、书籍阅读,对于培养自主学习能力是个很好的训练。

进阶的书有王竹溪《热力学(第二版)》,

还有较为新一点的Callen的《热力学和统计物理初步》、泽门斯基的《热力学》(21世纪有新版,旧版有中译本)等。Callen的书承上启下,值得一读。特别是如果要学习Pathria的书的话,那本书默认读者已经具备了完整的热力学教育,所以必须先读一本靠谱的热力学书。

M Kardar的《粒子的统计物理学》和《场的统计物理学》两卷。


但Kardar的书是讲义改编而成,内容较少,这时候可以参考Reichl的《现代统计物理》:

还有一本美国普遍采用的、“少林正宗”的、以前是研究生级别的“统计物理”教科书:

Kerson Huang这本书写的比较全,唯一问题是有些老旧了。这方面话题其他书籍请移步这里:

类似的话题

  • 回答
    你好!作为一名物理学专业的学生,在学习热学时,选择一本好的教材至关重要。这门学科承载着从宏观的温度、热量到微观的粒子运动,连接着经典物理和统计物理的桥梁,是理解许多物理现象的基石。下面我为你详细推荐几本我学习和接触过的,我认为非常不错的热学书籍,希望能帮助你构建扎实的热学知识体系。一、入门与建立基础.............
  • 回答
    问到“物理专业的学生是不是真的要学那么多东西”,这个问题,我的回答是: 是,而且比很多人想象的还要多。这可不是我危言耸听,也不是什么“学霸”才需要面对的难题,而是物理学本身那庞大而又深刻的体系决定的。想把物理这门学科真正学明白,确实需要下一番苦功夫,啃下不少硬骨头。让我来给你掰开揉碎了讲讲,为什么物.............
  • 回答
    物理学的四大力学,说起来总是让人既爱又恨。它们是物理学王国的基石,一旦掌握,便能洞察万物运行的规律。但说它们“难”,也确实是实至名归。至于哪一个最“难”,这就像问“最痛苦的是哪种痛苦”,答案因人而异,也取决于你从哪个角度去衡量。不过,如果非要掰开了揉碎了聊一聊,我们不妨从它们的内在逻辑、思维方式和应.............
  • 回答
    .......
  • 回答
    说实话,提到“普通人以为是别的专业搞出来的物理学发明”,WiFi 绝对是个绝佳的例子。很多人一听 WiFi,脑子里闪过的是“it guy”或者“工程师”,但 WiFi 的诞生,离不开深厚的物理学理论基础,尤其是对电磁波的研究。我们得把时间线往前拉一些,回到 19 世纪末。那会儿,科学家们对电和磁的关.............
  • 回答
    这个问题很有意思,也触及到很多准备选择大学专业的同学的纠结点。其实,这就像是在问“先有鸡还是先有蛋”,两者都很重要,而且它们是相辅相成的。但如果硬要分个先后,我会倾向于先考虑大学的整体学术环境和声誉,尤其是其心理学专业的发展水平和资源是否匹配你的期待。让我来细说一下我的想法:为什么大学的整体学术环境.............
  • 回答
    物理专业的学生看待机器学习和大数据这两个方向,通常会带着一种 既熟悉又充满好奇,同时又带着严谨的审视 的眼光。他们往往能看到这背后蕴含的深刻物理原理,也能理解它们在解决复杂科学问题中的巨大潜力,但同时也会对其中的数学工具和算法细节保持一份审慎的探究精神。以下我将从几个关键角度详细阐述物理学子对机器学.............
  • 回答
    哥们儿,我懂你!我也是从工程和物理的坑里爬出来的,深知那种感觉:一边要用数学这把利器解决实际问题,一边又觉得数学专业那些纯粹的、严谨的理论有点遥不可及,但又隐隐觉得那里有更深刻的洞察。想达到那个“介于数学专业和非数学专业之间”的水平,其实就是想成为一个“懂数学,又能用数学”的工程师/科学家。这绝对 .............
  • 回答
    你提到“做物理实验不行”,但又想了解大学是否可以学习物理专业并走科研路线。这确实是一个值得深入探讨的问题,因为物理学的研究领域非常广泛,实验只是其中一个重要组成部分,但并非全部。首先,我们要明确一点:是的,即便你感觉自己在动手操作实验方面不够强,仍然完全有可能在大学学习物理专业并最终走上科研道路。 .............
  • 回答
    你好!很高兴你对生命科学研究充满热情。选择一个适合的专业,是你踏上科学探索之路的第一步,也是非常关键的一步。大学阶段的生物学专业选择非常丰富,它们各有侧重,但最终都指向揭示生命奥秘的殿堂。我来为你详细介绍几个主流的、对未来从事生命科学研究非常有帮助的专业,并尽量给出一些实际的建议,希望这篇文章能给你.............
  • 回答
    说出“女生不能学物理或数学专业”这种话来,简直就是打开了话匣子,能聊一天! 这问题背后啊,其实藏着很多东西,有历史的误解,有社会的刻板印象,还有一点点“我吃不到葡萄就说葡萄酸”的心理作祟。首先,咱们得明确一个最最核心的事实:性别跟智商、逻辑思维能力、对抽象概念的理解力,根本就没有半毛钱关系! 物理.............
  • 回答
    你好!听到你想在东北大学转专业,而且对经济管理试验班感兴趣,这绝对是个好主意。女生在学习数学和计算机方面感到担心是很正常的,不过别太焦虑,很多女生在这方面也做得非常出色。咱们就来好好聊聊这个经济管理试验班,看看它是不是你理想的归宿。经济管理试验班:究竟学点啥?首先,咱们得弄明白这个“试验班”到底是个.............
  • 回答
    嗨,很高兴你对量子物理和基础数学有这么浓厚的兴趣!这可是两个非常迷人且前沿的领域。作为高中生,能有这样的规划,我打心底里为你高兴。接下来,咱们就好好聊聊,怎么在大学专业选择上,为你未来的量子物理和数学之路打下坚实基础。首先,咱们得明确一个大方向:你的目标是学量子物理,同时对基础数学有强烈的学习愿望。.............
  • 回答
    学毒理学专业,在化妆品行业里可不是“闲着没事儿干”的职业。相反,这门学科的毕业生在这里可是扮演着至关重要的“守护者”角色,确保咱们用的那些瓶瓶罐罐里装的都是安全的,能让我们变美,而不是带来潜在的健康隐患。你可以想象一下,化妆品成分成千上万,有些是天然的,有些是合成的。每一个成分,哪怕是微量的,都需要.............
  • 回答
    物理专业的学生,想要在浩瀚的宇宙奥秘和微观的粒子世界里游刃有余,数学这把钥匙是必不可少的。它不仅是表达物理定律的语言,更是探索新现象、理解复杂模型的工具。那么,到底需要具备哪些数学素养呢?我来给你掰开了揉碎了聊聊。一、 扎实的基础算术与代数能力:建基石,稳如山这听起来可能有点“凡”,但别小看它。物理.............
  • 回答
    哈喽,学弟学妹你好呀!看到你对核聚变这么感兴趣,这可是个非常前沿且充满挑战的领域,为你点赞!作为过来人,很乐意和你好好聊聊,帮你拨开迷雾,找到适合你未来研究的方向。咱们先来捋一捋,大学物理毕业之后,想踏足核聚变这块“宝地”,研究生阶段该往哪儿使劲儿。这其实不像你想的那么简单,因为它涉及到物理学的很多.............
  • 回答
    生物科学专业:入学门槛与潜藏的挑战大学生物科学专业,作为一门探索生命奥秘的学科,吸引着无数对自然世界充满好奇的学生。然而,想踏入这个充满活力的领域,并非毫无门槛,它既需要你在高中阶段打下坚实的学术基础,也需要你具备特定的能力和素质。下面,就让我为你一一解析,让你对这个专业有一个更全面、更细致的了解。.............
  • 回答
    “劝退生物专业”的论调,像一股不大不小的寒流,时常在校园论坛、社交媒体上浮现。每当这个时候,我都能感觉到身边那些对生命科学怀有热忱的同学们,心中会泛起一丝不安。然而,与其被动地接受这种论调,不如深入探讨一下,当“劝退”的声音响起时,生物学究竟应该如何发展?这不仅关系到这个学科的未来,也牵动着无数投身.............
  • 回答
    看待陕师大心理学专业研究生拒收视障学生一事,这背后触及了教育公平、合理性、技术可行性以及社会责任等多个层面,确实值得我们深入剖析。事件本身的几个关键点:首先,我们需要明确这并非一个孤例,国内也曾发生过类似情况。这次事件之所以受到广泛关注,是因为它再次将“残疾人受教育权”与“专业特殊性”之间的矛盾摆在.............
  • 回答
    数学和物理专业作为高度抽象和严谨的学科,确实存在一些普遍的、但往往被忽视的错误学习方式。这些误区不仅会阻碍对知识的深入理解,还可能导致学习效率低下,甚至对学科产生误解。以下将从多个维度详细阐述这些错误的学习方式: 一、 关于理解与记忆:重记轻思,知其然不知其所以然1. 死记硬背公式和定理,而不理解其.............

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有