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目录 1

第一篇 经典物理学与狭义相对论基础 1

第一章 经典力学 1

1-1牛顿方程 1

1-2拉格朗日方程 20

1-3哈密顿方程 28

1-4线性谐振子 37

1-5刚性转子 43

1-6开普勒问题 51

1-7卢瑟福问题 57

习题 62

本章小结 62

第二章 经典电磁场 65

2-1麦克斯韦方程 65

2-2电磁场的能量 82

2-3电磁场的波动性 85

2-4稳定场 93

2-5辐射问题 106

2-6介质的电磁性质 117

本章小结 127

习题 127

第三章 狭义相对论 129

3-1爱因斯坦假设 129

3-2时空理论与运动学 139

3-3相对论力学 149

本章小结 161

习题 162

附录一 矢量分析 164

附录二 δ函数 170

附录三 变分法 172

第二篇 量子力学 176

第一章 经典物理学的困难与量子论的兴起 178

1-1经典物理学的困难 178

1-2普朗克能量子假设 187

1-3爱因斯坦光子假设 190

1-4玻尔原子理论 192

1-5量子现象的普遍性 205

本章小结 219

习题 220

第二章 微观粒子状态的描述 222

2-1微观粒子的波粒二象性 222

2-2不确定原理 238

2-3波函数 243

2-4态叠加原理 251

2-5表象的初步概念 256

本章小结 261

习题 261

第三章 力学量的平均值与算符表示 264

3-1力学量的平均值（或称期待值） 264

3-2常见的力学量算符 273

3-3算符的运算规则及力学量算符的基本性质 278

3-4算符的本征值和本征函数 283

本章小结 292

习题 293

第四章 薛定谔方程 294

4-1薛定谔方程的建立 294

4-2定态薛定谔方程 298

4-3金属中的自由电子 300

4-4隧道效应 315

4-5线性谐振子 322

4-6几率流密度与粒子数守恒定律 330

4-7力学量平均值随时间的变化 334

4-8量子力学的运动积分与守恒定律 338

4-9宇称的概念 341

4-10厄任费斯脱定理——“量子牛顿方程式” 343

本章小结 347

习题 348

第五章 氢原子 350

5-1氢原子的定态薛定谔方程 350

5-2方位角函数Φ（φ）及空间量子化 354

5-3天顶角函数Θ（θ）及角动量量子化 357

5-4径向函数R（r）及能量量子化 362

5-5氢原子的定态波函数 363

5-6电子的几率分布与氢原子中的电流 365

5-7正常塞曼效应与空间量子化 375

5-8电子自旋 378

5-9泡利不相容原理与原子的壳层结构 388

本章小结 394

习题 395

＊第六章 近似方法 397

6-1定态微扰论 397

6-2变分法 410

6-3经典近似法 417

本章小结 424

习题 425

附录一 量子力学态叠加原理的一维形式 427

附录二 箱归一化 429

附录三 角动量算符的球坐标形式 432

附录四 角动量平方算符的球坐标形式 434

附录五 动能算符的球坐标形式 435

附录六 一维线性谐振子能量本征值方程的解 436

第三篇 统计物理学 441

第一章 热力学 444

1-1热力学过程状态方程状态函数 444

1-2热力学第一定律 447

1-3可逆过程与不可逆过程 451

1-4焓 453

1-5绝热过程自由膨胀 455

1-6热力学第二定律卡诺循环 457

1-7熵熵增加定理 465

1-8理想气体的熵 469

1-9自由能热力势麦克斯韦关系式 471

本章小结 478

习题 479

第二章 气体分子运动论 483

2-1理想气体 483

2-2麦克斯韦气体分子速率分布定律 484

2-3理想气体压强方程分子通量 493

2-4小孔泻流 496

2-5平均碰撞次数和平均自由程 500

2-6分子自由程分布 504

2-7输运过程概述 508

2-8气体内摩擦 510

2-9气体热传导 516

2-10气体扩散 519

本章小结 521

习题 522

第三章 玻耳兹曼统计 525

3-1μ相空间微观粒子状态的描述 525

3-2非全同粒子的微观分布等几率原理 532

3-3玻耳兹曼分布 535

3-4任意一种分布与最大几率分布之间的关系 543

3-5熵与几率 546

3-6热力学函数的统计表述 548

3-7理想气体的热力学函数 552

3-8麦克斯韦气体分子速率分布律 554

3-9能量均分定理 556

3-10单原子晶体的热容量 561

3-11热辐射的瑞利-金斯定律 563

本章小结 567

习题 569

第四章 早期量子统计 571

4-1平动粒子的配分函数 571

4-2线性谐振子的配分函数 573

4-3转子的配分函数 575

4-4双原子分子气体的热容量 578

4-5晶体热容量的爱因斯坦理论 582

4-6在连续介质中的振动 586

4-7固体热容量的德拜理论 594

4-8黑体辐射的普朗克公式 598

习题 602

本章小结 602

第五章 玻色统计和费密统计 604

5-1粒子全同性对统计分布的影响 604

5-2费密-狄喇克统计和玻色-爱因斯坦统计 607

5-3金属中自由电子对热容量的贡献 612

5-4电子逸出功与金属接触电势差 623

5-5辐射场的光子气体 628

5-6从量子统计过渡为经典统计 630

本章小结 633

习题 633

＊第六章 吉布斯统计 635

6-1Γ相空间系统微观状态的统计描述 635

6-2微正则分布 641

6-3吉布斯正则分布 642

6-4关于吉布斯正则分布几率的讨论 648

6-5吉布斯正则分布的热力学公式 650

6-6理想气体的配分函数和热力学函数 654

6-7理想气体混合时熵的变化 657

6-8力场中玻耳兹曼公式气压公式 659

6-9吉布斯正则分布的能量涨落 665

6-10熵的统计解释熵增加定理 668

6-11实际气体的状态方程 671

6-12粒子数可变系统的吉布斯巨正则分布 677

6-13从巨正则分布导出费密-狄喇克分布和玻色-爱因斯坦分布 687

本章小结 690

习题 693

附录一 几率 695

附录二 排列与组合 703

附录三 斯特林近似公式 710

附录四 重要积分公式 711

附录五 误差函数 714

附录六 积分∫…∫dP1dP2…dPSN的计算 714

第四篇 固体物理学基础 717

第一章 晶体的几何描述和结合形式 717

1-1晶格 718

1-2晶体中的缺陷 721

1-3晶体的基本结合形式 723

1-4结合能 726

习题 728

本章小结 728

第二章 晶格动力学 729

2-1一维同类原子（纵）振动 729

2-2一维双类原子（纵）振动 733

2-3晶格振动的量子理论 737

本章小结 741

第三章 能带理论 741

习题 742

3-1单电子近似 744

3-2一维方阱周期势场模型 745

3-3能带理论基本概念 750

3-4电子的有效质量 752

3-5导体、绝缘体及半导体的能带 754

本章小结 757

习题 758

第四章 固体物理若干课题简介 759

4-1晶体中的电导 759

4-2半导体的能带特点及导电性能 761

4-3半导体中电子与空穴的统计分布 765

4-4固体的受激发射 769

4-5固体物理中的元激发概念 773

本篇结语 779

后语 780

外国人名索引 782

习题答案 787