中美著名大學《熱力學與統(tǒng)計物理》主流教材的比較 …

1、1中外著名大學中外著名大學《熱力學與統(tǒng)計物理熱力學與統(tǒng)計物理》主流教材的比較與思考主流教材的比較與思考齊繼偉（南開大學物理科學學院博士、講師）[內容摘要]熱力學與統(tǒng)計物理是物理相關專業(yè)的一門重要基礎課程。其主要闡述了與熱現(xiàn)象相關的宏觀經(jīng)驗理論以及微觀統(tǒng)計理論。是人們認識熱現(xiàn)象的基礎理論，也是人們處理熱問題的主要依據(jù)。熱力學與統(tǒng)計物理教材的編寫與使用一直是國內外各高校非常關注的問題。中美高校在熱力學與統(tǒng)計物理教學中有著非常明顯的區(qū)別，教學

2、效果也相差較大。我們這里通過對中美著名大學《熱力學與統(tǒng)計物理》主流教材的總結與比較，簡單歸納了這些主流教材各自的特點以及中美《熱力學與統(tǒng)計物理》主流教材之間的差異，從而引申出了一些值得我們思考的問題，也提出了一些個人的看法和觀點，希望能夠對國內《熱力學與統(tǒng)計物理》教材的編寫、使用乃至教學給予一定的幫助和借鑒。[關鍵詞]中外著名大學；熱力學；統(tǒng)計物理；教材對比熱力學與統(tǒng)計物理是人們稱為“四大力學”的物理基礎課程之一。是國內外物理相關專業(yè)不

3、可缺少的必修專業(yè)課之一。熱力學與統(tǒng)計物理涉及到宏觀物理規(guī)律與微觀粒子運動兩個對立統(tǒng)一的物理問題。在熱力學與統(tǒng)計物理中，微觀粒子運動與宏觀物理規(guī)律之間的關系得到了很好的詮釋，是我們認識微觀物理和宏觀物理聯(lián)系的關鍵性課程。所以，國內外各個高校都對熱力學與統(tǒng)計物理課程十分重視，對熱力學與統(tǒng)計物理教材的編寫和使用也非常地關注。這里我們統(tǒng)計了中美著名大學《熱力學與統(tǒng)計物理》主流教材的使用情況，并從中選取了使用最廣泛的中美高校主流教材各三本進行了比

4、較深入的研究分析，進行了簡單的比較，總結出了一些個人的觀點，以期能夠對國內高校的《熱力學與統(tǒng)計物理》教材的編寫、使用以及研究提供一定的借鑒。1.1.英美著名大學英美著名大學《熱力學與統(tǒng)計物理熱力學與統(tǒng)計物理》主流教材的內容與特色主流教材的內容與特色1.11.1外國熱力學主流教材外國熱力學主流教材《Equilibrium《Equilibriumthermodynamics》thermodynamics》（平衡態(tài)熱力學）內容與特色（平衡態(tài)熱

5、力學）內容與特色(1)前言《Equilibriumthermodynamics》（平衡態(tài)熱力學）第三版是C.J.Adkins編著的關于平衡態(tài)熱力學的經(jīng)典教材，第一版和第二版由McGrawHill圖書公司分別于1968年和1975年出版，第三版由劍橋大學出版社（CambridgeUniversityPress）于1983年出版，此后雖沒有再版，但卻被國內外院校廣為采用。該書適合高年級本科生和研究生使用，是學習熱學，熱力學，物理化學的參考教

6、材。作為一門經(jīng)典的理論學科，在國內外都有很多關于熱力學的教材和參考書目。在國外，由lesKittel和HerbertKroemer合著的《ThermalPhysics》(secondedition)主要介紹了有關熱物理學的基礎知識；由H.C.VanNess著的《UnderstingThermodynamics》著重于熱力學一些比較抽象的物理概念的理解。在具備一定的熱力學基礎知識，對熱力學基本概念有了深刻的理解之后，C.J.Adkins著

7、的《Equilibrium34.2插圖直觀、形象、精美本書的插圖意在直觀表達基本的納米光子學結構、相關納米結構觀察圖像及各種結構的光學圖譜。簡潔、直觀，各種線形分明，光路圖清晰。圖中文字表達，直觀、簡潔。4.3公式表達簡潔、參數(shù)說明準確本書的數(shù)學公式簡潔，公式中涉及的各種物理參數(shù)說明詳細準確。(5)該書值得商榷之處或不足之處該書成書于1983年，雖然該書至今仍然是一本熱力學的經(jīng)典教材，但在接近30年的時間里，對熱力學的研究也有了很大的新

8、進展，熱力學的教學工作于教材編寫水平也有了很大的進步。相對論、量子力學普遍發(fā)展并應用到熱力學的研究之中，并且被編入最新的熱力學教材里面，這是老版教材不能和最新教材相比的。盡管如此，本書仍不失熱力學的經(jīng)典著作，建議讀者在深入學習理解本書之后，同時參考熱力學的最新教材的新理論新研究成果，才能更好的學習熱力學。1.21.2外國熱力學主流教材外國熱力學主流教材《Thermal《ThermalPhysics》Physics》的內容與特色的內容與特

9、色（1）前言本書是有關熱物理學的基礎知識。本書主題簡潔，方法簡單易懂，所涉及物理問題具有重要、廣泛的應用。是科學和工程中應用最為廣泛的物理理論之一。本書主要面向物理學、天文學和電子工程學的本科生。我們所寫這些領域有著密切的聯(lián)系，絕大部分都和費米氣體有關無論是半導體、金屬、星體或原子核。我們所用的方法（雖不是原創(chuàng)但易接受）很適合這些領域。我們將本書放于重要位置是因為我們想闡述本書的新方法和我們學習時的不同。第二版我們幾乎是對第一版的重寫和

10、修訂，第一版出版的時候就收到了熱切的歡迎。在自由能的新結構下，配分函數(shù)和普朗克分布在化學勢之前就已經(jīng)建立。真正的難題現(xiàn)在可以更容易的解決了。我們增加了半導體應用、兩元混合物、傳輸理論、低溫學、傳播等章節(jié)。對熱與功的處理是非常先進的，也對能量傳輸過程有較好的理解。給出了很多的例子和習題，但是我們沒有給出一些現(xiàn)代前沿難題。對于本版，我們采納了出版社的一些指導意見被。本版本已經(jīng)在過去幾年里在大學課堂里被廣泛測試過了。我們并沒有集中于一些傳統(tǒng)的