中美著名大學(xué)《熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理》主流教材的比較 …

1、1中外著名大學(xué)中外著名大學(xué)《熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)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(xué)物理科學(xué)學(xué)院博士、講師）[內(nèi)容摘要]熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理是物理相關(guān)專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課程。其主要闡述了與熱現(xiàn)象相關(guān)的宏觀經(jīng)驗(yàn)理論以及微觀統(tǒng)計(jì)理論。是人們認(rèn)識(shí)熱現(xiàn)象的基礎(chǔ)理論，也是人們處理熱問題的主要依據(jù)。熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理教材的編寫與使用一直是國內(nèi)外各高校非常關(guān)注的問題。中美高校在熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理教學(xué)中有著非常明顯的區(qū)別，教學(xué)

2、效果也相差較大。我們這里通過對(duì)中美著名大學(xué)《熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理》主流教材的總結(jié)與比較，簡單歸納了這些主流教材各自的特點(diǎn)以及中美《熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)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(gè)人的看法和觀點(diǎn)，希望能夠?qū)鴥?nèi)《熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理》教材的編寫、使用乃至教學(xué)給予一定的幫助和借鑒。[關(guān)鍵詞]中外著名大學(xué)；熱力學(xué)；統(tǒng)計(jì)物理；教材對(duì)比熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理是人們稱為“四大力學(xué)”的物理基礎(chǔ)課程之一。是國內(nèi)外物理相關(guān)專業(yè)不

3、可缺少的必修專業(yè)課之一。熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理涉及到宏觀物理規(guī)律與微觀粒子運(yùn)動(dòng)兩個(gè)對(duì)立統(tǒng)一的物理問題。在熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理中，微觀粒子運(yùn)動(dòng)與宏觀物理規(guī)律之間的關(guān)系得到了很好的詮釋，是我們認(rèn)識(shí)微觀物理和宏觀物理聯(lián)系的關(guān)鍵性課程。所以，國內(nèi)外各個(gè)高校都對(duì)熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理課程十分重視，對(duì)熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理教材的編寫和使用也非常地關(guān)注。這里我們統(tǒng)計(jì)了中美著名大學(xué)《熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)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(jìn)行了比

4、較深入的研究分析，進(jìn)行了簡單的比較，總結(jié)出了一些個(gè)人的觀點(diǎn)，以期能夠?qū)鴥?nèi)高校的《熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)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(xué)英美著名大學(xué)《熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理》主流教材的內(nèi)容與特色主流教材的內(nèi)容與特色1.11.1外國熱力學(xué)主流教材外國熱力學(xué)主流教材《Equilibrium《Equilibriumthermodynamics》thermodynamics》（平衡態(tài)熱力學(xué)）內(nèi)容與特色（平衡態(tài)熱

5、力學(xué)）內(nèi)容與特色(1)前言《Equilibriumthermodynamics》（平衡態(tài)熱力學(xué)）第三版是C.J.Adkins編著的關(guān)于平衡態(tài)熱力學(xué)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(xué)出版社（CambridgeUniversityPress）于1983年出版，此后雖沒有再版，但卻被國內(nèi)外院校廣為采用。該書適合高年級(jí)本科生和研究生使用，是學(xué)習(xí)熱學(xué)，熱力學(xué)，物理化學(xué)的參考教

6、材。作為一門經(jīng)典的理論學(xué)科，在國內(nèi)外都有很多關(guān)于熱力學(xué)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(guān)熱物理學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)；由H.C.VanNess著的《UnderstingThermodynamics》著重于熱力學(xué)一些比較抽象的物理概念的理解。在具備一定的熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)熱力學(xué)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(dá)基本的納米光子學(xué)結(jié)構(gòu)、相關(guān)納米結(jié)構(gòu)觀察圖像及各種結(jié)構(gòu)的光學(xué)圖譜。簡潔、直觀，各種線形分明，光路圖清晰。圖中文字表達(dá)，直觀、簡潔。4.3公式表達(dá)簡潔、參數(shù)說明準(zhǔn)確本書的數(shù)學(xué)公式簡潔，公式中涉及的各種物理參數(shù)說明詳細(xì)準(zhǔn)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(xué)的經(jīng)典教材，但在接近30年的時(shí)間里，對(duì)熱力學(xué)的研究也有了很大的新

8、進(jìn)展，熱力學(xué)的教學(xué)工作于教材編寫水平也有了很大的進(jìn)步。相對(duì)論、量子力學(xué)普遍發(fā)展并應(yīng)用到熱力學(xué)的研究之中，并且被編入最新的熱力學(xué)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(xué)的經(jīng)典著作，建議讀者在深入學(xué)習(xí)理解本書之后，同時(shí)參考熱力學(xué)的最新教材的新理論新研究成果，才能更好的學(xué)習(xí)熱力學(xué)。1.21.2外國熱力學(xué)主流教材外國熱力學(xué)主流教材《Thermal《ThermalPhysics》Physics》的內(nèi)容與特色的內(nèi)容與特

9、色（1）前言本書是有關(guān)熱物理學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)。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(yīng)用。是科學(xué)和工程中應(yīng)用最為廣泛的物理理論之一。本書主要面向物理學(xué)、天文學(xué)和電子工程學(xué)的本科生。我們所寫這些領(lǐng)域有著密切的聯(lián)系，絕大部分都和費(fèi)米氣體有關(guān)無論是半導(dǎo)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(lǐng)域。我們將本書放于重要位置是因?yàn)槲覀兿腙U述本書的新方法和我們學(xué)習(xí)時(shí)的不同。第二版我們幾乎是對(duì)第一版的重寫和

10、修訂，第一版出版的時(shí)候就收到了熱切的歡迎。在自由能的新結(jié)構(gòu)下，配分函數(shù)和普朗克分布在化學(xué)勢(shì)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?cè)黾恿税雽?dǎo)體應(yīng)用、兩元混合物、傳輸理論、低溫學(xué)、傳播等章節(jié)。對(duì)熱與功的處理是非常先進(jìn)的，也對(duì)能量傳輸過程有較好的理解。給出了很多的例子和習(xí)題，但是我們沒有給出一些現(xiàn)代前沿難題。對(duì)于本版，我們采納了出版社的一些指導(dǎo)意見被。本版本已經(jīng)在過去幾年里在大學(xué)課堂里被廣泛測(cè)試過了。我們并沒有集中于一些傳統(tǒng)的