热力学热力学··统计物理统计物理Thermodynamics&StatisticalPhysicsThermodynamics&StatisticalPhysics刘晓静刘晓静Xiaojing-LiuXiaojing-LiuLab.ofOrganicSolidStateTheLab.ofOrganicSolidStateTheory,ory,CollegeofPhysics,CollegeofPhysics,HebeiNormalUniversityHebeiNormalUniversity——关于热现象的理论94—97中学衡水中学97—01本科河北师范大学01—04硕士河北师范大学04—07博士山东大学07—河北师范大学学习和工作经历承担教学任务热力学与统计物理、计算物理学、普通物理学理论物理专业副教授硕士生导师研究领域：有机共轭聚合物导电、发光、磁性非线性光学、振动特性有机自旋电子学非平衡量子输运低维凝聚态理论绪论绪论PrefacePreface热力学热力学··统计物理统计物理——关于热现象的理论大量微观粒子组成的.无规则的热运动——热运动决定热现象.研究任务：研究任务：热运动的规律及热运动对物质宏观性质的影响研究对象：研究对象：宏观物体系统统计物理宏观唯象理论微观本质理论观测实验分析基础：热力学三定律数学方法演绎宏观物性从物质的微观结构出发考虑微观粒子的热运动把热力学三个相互独立的定律归结于一个基本的统计原理,阐明三个定律的统计意义。宏观物理量是微观量的统计平均值.热力学研究方法研究方法热现象归纳基本假设：等概率原理（第一性公理）特点特点宏观唯象理论微观本质理论局限：局限：结论与物质的具体结构无关；不考虑物质的微观结构,把物质看成连续体,用连续函数表达物质的性质,因此不能解释宏观性质的涨落.优点：优点：普适性宏观物理量是微观量的统计平均值；局限性：模型的简化带来的理论结果的近似性优点：从一个基本的统计原理出发,阐明热力学三个定律的统计意义,深入热运动本质；可以解释涨落现象；对物质结构抽象简化后,可研究具体物质的特性.Cha1-5Cha6-11微观粒子观察和实验出发点热力学验证统计物理学，统计物理学揭示热力学本质二者关系无法自我验证不深刻缺点揭露本质普遍，可靠优点统计平均方法力学规律总结归纳逻辑推理方法微观量宏观量物理量热现象热现象研究对象微观理论（统计物理学）宏观理论（热力学）热力学.统计物理在前沿领域的应用3He/4He的稀释制冷和激光制冷；非线性不可逆过程和耗散结构；相变理论和临界现象；Bose-Einstein凝聚；…-90年以来相关的诺贝尔物理奖1996年诺贝尔物理学奖授予美国康奈尔大学的戴维.李美国加利福尼亚州斯坦福大学的奥谢罗夫和里查森以表彰他们发现了氦-3中的超流动性。氦3的超流动性(DavidM.Lee,1931-)(DouglasD.Osheroff,1945-)（RichardC.Richardson,1937-)发现氦的同位素—3He在绝对零度之上约0.002K时变为超流体。§9.8液4He性质和朗道超流理论P280温度趋于绝对零度，液体中原子突然失去随机运动特性，以有序方式运动，液体失去内摩擦。量子液体-90年以来相关的诺贝尔物理奖1997年诺贝尔物理学奖授予美国斯坦福大学的朱棣文，法国法兰西学院和高等师范学院的科恩-塔诺季和威廉·菲利普斯以表彰他们在发展用激光冷却和陷俘原子的方法方面做的贡献。激光冷却和陷俘原子(StephenChu,1933--),(ClaudeCohenTannoudji,1933~)(WilliamD.Phillips,1948--)江苏省太仓县达到万分之一绝对温度的激光束冷却气体，原子一旦陷入速度变得非常缓慢，容易俘获。观察油田内层、勘探海底，底层矿物、解读DNA……-90年以来相关的诺贝尔物理奖1998年诺贝尔物学理奖授予美国斯坦福大学的劳克林，美国哥伦比亚大学与新泽西州贝尔实验室的施特默和美国普林斯顿大学电气工程系的崔琦表彰他们发现了一种具有分数电荷激发状态的新型量子电流，这种状态起因于所谓的分数量子霍耳效应。这是继高温超导之后凝聚态物理学又一项崭新课题。分数量子霍耳效应(RobertB.Laughlin,1950--)(HorstL.Stormer,1949--)(DanielC.Tsui,1939--),杨振宁、李政道、丁肇中、李远哲、朱棣文河南省宝丰县肖旗乡范庄村低温(1K)强磁场(15T)-90年以来相关的诺贝尔物理奖2001年诺贝尔物理学奖为美国科罗拉多大学的埃里克·康奈尔教授、美国麻省理工学院的沃尔夫冈·克特勒教授和美国科罗拉多大学的卡尔·维曼教授.他们的主要研究工...
