校教学、科研的丰硕成果。由于时间促和我们的水平有限，评选工作和编辑出版工作遗漏、错误在所难免，裹心希望校友和作者、读者给予指正。最后，我们谨向资助出版本丛书的厦门大学旅港校友会前理事长黄克立先生致以衷心感谢！厦门大学副校长郑学檬“南强丛书”编审委员会主任1990年9月15日3
校教学、科研的丰硕成果。 由于时间匆促和我们 的水平有限，评选工 作和编辑出版工作遗漏、错误在所难免，衷心希 望校友和作者 、读一者给予指正。 最后，我们谨向资助出版 木丛书的厦门大 学旅港校友会前理事长黄克立先生致以衷心感 谢 ! 厦 门 大 学 副 校 长 “南强丛书”编审委员会主任 郑学檬 1990年 9月 15日
代序本书系作者近十年来为我校化学系研究生讲授“化学统计力学”课程而编写的参考教材。何言“琴考”？一则实际的教学内容未必就范于此；二乃既为研究生课程，似不宜于一本读物。综观近百年学科史，统计力学这门学科从建立到发展，从平衡态到非平衡态，从经典统计到量子统计，其理论的成就已臻高峰境界其在化学中的应用也日益广泛。拙见对化学系学生开设此课，教学的主要目的在于使入门者认识并理解宏观过程（特别是化学现象）中的统计因累及其规律性；掌握统计力学基本原理揭示“大块”物质（体系）的我态性质乃至有关的过程变化与组成物质的微观组元动力学行为之间的内在必然联系，进一步没取理论方法中丰富的想像力，严谨而又巧妙的逻辑思维。为了恰当地达到这一基本要求，题材的选择，内容之取舍当以突出阐明立论的要旨，推理之构思和结果的精义为本。注重对实际问题的应用处理，避免繁复的数学推导或过多的力学原理论述。在本书的编写过程中力求符合这个准则。释义理而唯务明达，约完证而不失其严，举凡对概念的建立，模型的假设以及定理、定律的演绎都尽量地采取易为初学者接受的方式方法拆解辨析。管窥所及，虽立意不学，限于个人浅1
代 序 本书系作者近十年来为我校化学系 研究生讲授“化学统计力 学”课程而编写的参考教材。何言“参考”?一则实际的教学内容未 必就 范于此 ;二乃既为研究生课程，似不宜圈于一本读物。 综观近百年学科史，统计力学这门学科从建立到发展 ，从平衡 态列柞平衡态，从经典统计列量子统计，其理论的成就己臻高峰境 界.其在化学中的应用也 日益广泛。拙见对化学系学生开设此课， 教学的主要目的寿于使入门者认识并理解宏观过程(特别是化学 现束)中的统计因果及其观律性;掌握统计力学基本原理揭示“大 块”物质(体系)的状态性质乃至有关的过程变化与组成物质的微 观组元动力学行为之间的内在必然联系，进一步汲取理论方法中 丰富的怨像力.严谨而又巧妙的逻样思维。为了恰 当地达到这一墓 本要求，题材的选择，内容之取舍当以突出阐明立论 的要 旨，推理 之钩思和结果的精义为本。注重对实际问题的应用处理，进免繁复 的数学推导或过多的力学原理论述。在本书的编写过程中力水符 合这个准则。释义理而唯务明达，约冗证而不失其严，举凡对概念 的建立，模型的假设以及定理、定律的演绎都尽童地米取易为初学 者接受的方式方法折解辫析。管窥所及，虽立意不悖，限于个人浅
识，况临笔迟纯，恐难贯彻初表。书中，疏漏大缺之处在所谁免，幸望专家同行案正。本书是在导师周绍民教投股切关怀下完成的，北京大学唐有教授名落：《统计力学及其在物理化学中的应用》对我启发光多。此外，承我拉境土冰副教授协助提供有益编写参考背料，工荐本刮报授发阅全偏。兹值厦门大学《南强丛书》出版，得附璜尾，谨北一并表示谢忧。苏文搬识于厦大化学楼一九九年十一月2
识，况临笔迟钝，恐难贯枷初衷。一书中，坑漏欠块之处在所淮兔，幸 望一专家同行斧正。 本 书是 在导师 周绍民教授殷切 关怀下完成的，北京大学唐 育 供教授 乙苫:《统计力学及其在物理 化学中的应用》对我启发 尤多。 此外，承我杖姚士冰副教授协助提供有益编写参考资科，工茸本副 教授佼阅全偏。兹值厦门大学《南强丛 朽》出版，得附 议尾，谨儿一 并 衣示谢比。 苏文缎 识 于厦大 化学{鑫 一九九0一午 ，卜一月
目录代序(1)第一章统计力学基本知识1概率的定义及其计算(1)..一、统计概率.(4)二、概率的性质.(6)三、条件做系….(7)四、随悦变量(7)S2(9)统计力学体系的分类·$3体系的宏现态和微观态(11)一，微观态的是子力学述(11)二、微观态的经典力学措述(15).(18)三、量子态和相跑(20)S4统计力学的基本假设..1
目录 代序 第一章 统洲力学基本知 识 (1) 乓l 概率的定义及其宝卜算 ··········，·········，············. (钓 一、统宝卜把率········································。··，···一 (4) 二、概率的性质·····························，·。····。·····. (6) 三、条价俨率···········，···········。·····················. (7) 四、随投咬量··，················，···，····!·.，··.，.。·. (7) 统训力学体系的分类·································. (9) 体系的若观态和微观态 ···········。···········;，·，··. (11) 一、微观态的垦子力学描述 ···，················。··. (11) 二、微观态的经典力学描述 ··········。····，··，·····. (15) 三、量子态和相胞············，·······。···4······。···，. (18) 统计力学的墓本假设·······.，····················。·. (20) 9 1 q 目 n心 d r勺 补 ;4
(20)一、等几率原理(21)二、求平均值(25)三、内能与摘函数习题(29)第二章玻尔兹曼统计$1(29)玻尔兹曼分市律(30)一、微观状态数的计算…(32)二、玻尔兹曼分布律推导(36)三、内能和摘的统计表达式(38)82配分函数的主要性质(38)一、量了态街据几率二、析因子性质(38)(39)三、零点能标度(10)四、体系的配分函数.(41)五、α、β因子的鉴定83最可几分市与平衡态·(42).2:
一、等几率原理 一 二、求平均值 ·. 三、内能与嫡函数 习 题 (20) (21) (25) 第二章 玻尔兹受统计 (29) 圣l ;2 ;3 玻尔兹曼分市律 ···，··································一 (29) 一、微观状态数的计算 ···，···········，··············，·.’. (30) 二、玻尔兹曼分布律推导···························. (32) 三、内能和嫡的统计表达式 ························. (36)- 配分函数的主要性质 ····················.········. (38) 一、量子态古据几率 ········，········。················一 (38) 二、析因子性质·····，··································，·. (38) 三、零点能标度···········，·····，····················，·一 (39) 四、体系的配分函数·································. (10) 五、a、刀囚子的鉴定 ·····，·························。·. (41) 最可几分布与平衡态·································. (JZ)