М. Г. Валишев а. А. Повзнер
Скачать 10.33 Mb.
|
Ìîëåêóëÿðíàÿ ôèçèêà è òåðìîäèíàìèêà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415 12.1. Ìîëåêóëÿðíàÿ ôèçèêà. Èäåàëüíûé ãàç . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415 12.1.1. Ñòàòèñòè÷åñêèé è òåðìîäèíàìè÷åñêèé ìåòîäû îïèñàíèÿ ñâîéñòâ ìàêðîñêîïè÷åñêèõ ñèñòåì . . . . . . . 416 12.1.2. Ôóíêöèè ðàñïðåäåëåíèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418 12.1.3. Ôóíêöèÿ ðàñïðåäåëåíèÿ ìîëåêóë èäåàëüíîãî ãàçà ïî ìîäóëþ ñêîðîñòè ìîëåêóë. Ãðàôèê ôóíêöèè ðàñïðåäåëåíèÿ ìîëåêóë èäåàëüíîãî ãàçà ïî ìîäóëþ ñêîðîñòè äëÿ äâóõ òåìïåðàòóð . . . . . . . . . . . . . . 419 12.1.4. Ôóíêöèÿ ðàñïðåäåëåíèÿ ìîëåêóë èäåàëüíîãî ãàçà ïî êèíåòè÷åñêèì ýíåðãèÿì ïîñòóïàòåëüíîãî äâèæåíèÿ ìîëåêóë . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422 12.1.5. Ñðåäíèå õàðàêòåðèñòèêè ìîëåêóë . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423 12.1.6. Îñíîâíîå óðàâíåíèå ìîëåêóëÿðíî-êèíåòè÷åñêîé òåîðèè èäåàëüíîãî ãàçà äëÿ äàâëåíèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . 423 12.1.7. Ìîëåêóëÿðíî-êèíåòè÷åñêèé ñìûñë òåìïåðàòóðû . . . . . . . . . 425 12.1.8. Ðàñïðåäåëåíèå Áîëüöìàíà. Áàðîìåòðè÷åñêàÿ ôîðìóëà . . . . . 426 12.1.9. Ðàñïðåäåëåíèå ÌàêñâåëëàÁîëüöìàíà . . . . . . . . . . . . . . . . . 428 12.1.10. Ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ ïðîâåðêà ðàñïðåäåëåíèÿ ìîëåêóë ïî ìîäóëþ ñêîðîñòè. Îïûòû Ïåððåíà ïî îïðåäåëåíèþ ïîñòîÿííîé Àâîãàäðî . . . . . . . . . . . . . . . . . 429 12.2. Ðàâíîâåñíàÿ òåðìîäèíàìèêà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431 12.2.1. Íóëåâîå íà÷àëî òåðìîäèíàìèêè. Âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ. Ðàáîòà, òåïëîîáìåí . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431 12.2.2. Ïåðâûé çàêîí (íà÷àëî) òåðìîäèíàìèêè . . . . . . . . . . . . . . . . 435 12.2.3. Âòîðîé çàêîí (íà÷àëî) òåðìîäèíàìèêè. Òåðìîäèíàìè÷åñêèå ôîðìóëèðîâêè . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 436 12.2.4. Ýíòðîïèÿ â òåðìîäèíàìèêå. Êà÷åñòâåííûé ïðèìåð èçìåíåíèÿ ýíòðîïèè ïðè íåðàâíîâåñíîì ïðîöåññå. Ïðèìåíåíèå âòîðîãî íà÷àëà òåðìîäèíàìèêè ê ðàçâèòèþ Âñåëåííîé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438 12.2.5. Ìåòîä òåðìîäèíàìè÷åñêèõ ïîòåíöèàëîâ . . . . . . . . . . . . . . . 440 12.2.6. ×èñëî ñòåïåíåé ñâîáîäû ìîëåêóëû. Çàêîí î ðàâíîìåðíîì ðàñïðåäåëåíèè ýíåðãèè ïî ñòåïåíÿì ñâîáîäû. Òåïëîåìêîñòü èäåàëüíîãî ãàçà . . . . . . . 442 12.2.7. Ïðèìåíåíèå ïåðâîãî è âòîðîãî çàêîíà òåðìîäèíàìèêè ê èçîïðîöåññàì â èäåàëüíîì ãàçå. Ïîëèòðîïè÷åñêèé ïðîöåññ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446 МГ. ВАЛИШЕВ, А. А. ПОВЗНЕР. КУРС ОБЩЕЙ ФИЗИКИ. ÊÏÄ èäåàëüíîãî òåïëîâîãî äâèãàòåëÿ. Ïðèìåðû ðàñ÷åòà èçìåíåíèÿ ýíòðîïèè äëÿ íåðàâíîâåñíûõ ïðîöåññîâ . . . . . . . . 448 12.2.9. Òåðìîäèíàìè÷åñêàÿ âåðîÿòíîñòü. Ñòàòèñòè÷åñêèé ñìûñë ïîíÿòèÿ ýíòðîïèè. Îöåíêà òåðìîäèíàìè÷åñêîé âåðîÿòíîñòè íåðàâíîâåñíîãî è ðàâíîâåñíîãî ñîñòîÿíèé . . . . . . . . . . . . . . 451 12.2.10. Ôëóêòóàöèè. Òðåòèé çàêîí (íà÷àëî) òåðìîäèíàìèêè . . . . . . . 453 12.2.11. ßâëåíèÿ ïåðåíîñà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457 12.2.11.1. Óðàâíåíèÿ äëÿ ÿâëåíèé ïåðåíîñà. Ëèíåéíàÿ íåðàâíîâåñíàÿ òåðìîäèíàìèêà . . . . . . . 457 12.2.11.2. Ôîðìóëû äëÿ êîýôôèöèåíòîâ ïåðåíîñà â ñëó÷àå èäåàëüíîãî ãàçà . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460 12.2.11.3. Çàâèñèìîñòü êîýôôèöèåíòîâ ïåðåíîñà îò ïàðàìåòðîâ ñîñòîÿíèÿ èäåàëüíîãî ãàçà ïðè ïðîòåêàíèè ðàçëè÷íûõ èçîïðîöåññîâ â èäåàëüíîì ãàçå . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462 12.2.12. Óðàâíåíèå Âàí-äåð-Âààëüñà. Âûâîä ôîðìóëû . . . . . . . . . . . . 464 12.2.13. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå è òåîðåòè÷åñêèå èçîòåðìû äëÿ ðåàëüíûõ ãàçîâ. Êðèòè÷åñêàÿ òî÷êà . . . . . . . . . . . . . . . 466 12.2.14. Âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ ðåàëüíîãî ãàçà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470 12.2.15. Ýôôåêò ÄæîóëÿÒîìñîíà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471 12.2.16. Ôàçà. Ðàâíîâåñèå ôàç è ôàçîâûå ïåðåõîäû. Óðàâíåíèå ÊëàïåéðîíàÊëàóçèóñà. Äèàãðàììà ñîñòîÿíèÿ . . . . . . . . . . . 473 12.2.16.1. Ôàçà. Õèìè÷åñêèé ïîòåíöèàë. Ðàâíîâåñèå ôàç è ôàçîâûå ïåðåõîäû . . . . . . . . . . 473 12.2.16.2. Ôàçîâûå ïåðåõîäû ïåðâîãî ðîäà. Óðàâíåíèå ÊëàïåéðîíàÊëàóçèóñà . . . . . . . . . . . 475 12.2.16.3. Ôàçîâûå ïåðåõîäû âòîðîãî ðîäà . . . . . . . . . . . . . . 477 12.2.16.4. Äèàãðàììû ñîñòîÿíèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 477 12.2.17. Æèäêîå ñîñòîÿíèå. Ïîâåðõíîñòíîå íàòÿæåíèå. Ñìà÷èâàåìîñòü. Êàïèëëÿðíûå ÿâëåíèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . 479 12.2.17.1. Ñòðîåíèå æèäêîñòè . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479 12.2.17.2. Ïîâåðõíîñòíîå íàòÿæåíèå . . . . . . . . . . . . . . . . . 481 12.2.17.3. Ñìà÷èâàíèå è íåñìà÷èâàíèå . . . . . . . . . . . . . . . . 482 12.1.17.4. Êàïèëëÿðíûå ÿâëåíèÿ. Ôîðìóëà Ëàïëàñà. Âûñîòà ïîäíÿòèÿ æèäêîñòè â êàïèëëÿðå . . . . . . . 485 × à ñ ò ü 13 Ôèçèêà òâåðäîãî òåëà 13.1. Ñòðîåíèå êðèñòàëëîâ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488 13.1.1. Êðèñòàëëè÷åñêàÿ ðåøåòêà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488 13.1.2. Æèäêèå êðèñòàëëû, àìîðôíûå ìåòàëëû, êâàçèêðèñòàëëû . . . 489 13.1.3. Äåôåêòû êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè. Òî÷å÷íûå äåôåêòû. Îäíîìåðíûå, äâóõìåðíûå è òðåõìåðíûå äåôåêòû . . . . . . . . . 490 13.2. Òèïû ñâÿçåé â êðèñòàëëàõ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493 13.3. Îïèñàíèå ñòàòèñòè÷åñêèõ ñâîéñòâ èäåàëüíûõ ãàçîâ ðàçëè÷íûõ ÷àñòèö . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 496 13.3.1. Ôàçîâîå ïðîñòðàíñòâî. Ñõåìà îïèñàíèÿ ñâîéñòâ èäåàëüíîãî ãàçà ÷àñòèö â êâàíòîâîé ôèçèêå . . . . . . . . . . . . . 496 13.3.2. Ôóíêöèÿ ïëîòíîñòè ñîñòîÿíèé äëÿ èäåàëüíîãî ãàçà ÷àñòèö . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498 13.3.3. Êâàíòîâûå ðàñïðåäåëåíèÿ ÔåðìèÄèðàêà è ÁîçåÝéíøòåéíà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499 13.3.4. Âûâîä ôîðìóëû äëÿ ôóíêöèè ðàñïðåäåëåíèÿ ÔåðìèÄèðàêà F ÔÄ (W) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500 13.3.5. Ïðèìåð ðàñ÷åòà ÷èñëà ñïîñîáîâ ðàçìåùåíèÿ ÷àñòèö ïî ÿ÷åéêàì ôàçîâîãî ïðîñòðàíñòâà äëÿ ðàçëè÷íûõ ñòàòèñòèê . . . . . . . . . . . . . . . . 502 13.3.6. Ðàñïðåäåëåíèå ÌàêñâåëëàÁîëüöìàíà. СОДЕРЖАНИЕ ñíÿòèÿ âûðîæäåíèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503 13.3.7. Ôîòîííûé ãàç. Âûâîä ôîðìóëû äëÿ èñïóñêàòåëüíîé ñïîñîáíîñòè àáñîëþòíî ÷åðíîãî òåëà . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504 13.3.8. Ðàñïðåäåëåíèÿ Ãèááñà. 6N-ìåðíîå ôàçîâîå ïðîñòðàíñòâî . . . . 505 13.4. Ýëåêòðîíû â ìåòàëëå. Ìîäåëü ñâîáîäíûõ ýëåêòðîíîâ . . . . . . . . . . . . 507 13.4.1. Ðåøåíèå êâàíòîâî-ìåõàíè÷åñêîé çàäà÷è íà ýëåêòðîíû â ìåòàëëå. Ýíåðãèÿ Ôåðìè. Òåìïåðàòóðà Ôåðìè . . . . . . . . . . 507 13.4.2. Ýëåêòðîííûé âêëàä â òåïëîåìêîñòü ìåòàëëîâ . . . . . . . . . . . . 510 13.5. Òåïëîâûå ñâîéñòâà òâåðäûõ òåë . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511 13.5.1. Ìåòîäû ðåøåíèÿ çàäà÷è î òåïëîâûõ êîëåáàíèÿõ êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè. Ôîíîííûé ãàç. Ãàðìîíè÷åñêèå îñöèëëÿòîðû . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511 13.5.2. Êâàíòîâàÿ òåîðèÿ òåïëîåìêîñòè êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè (òåîðèÿ Äåáàÿ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515 13.5.3. Òåïëîïðîâîäíîñòü òâåðäûõ òåë . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517 13.5.4. Òåïëîâîå ðàñøèðåíèå òâåðäûõ òåë . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519 13.6. Çîííàÿ òåîðèÿ òâåðäûõ òåë. Ïðèáëèæåíèå ñèëüíîé ñâÿçè. Êëàññèôèêàöèÿ òâåðäûõ òåë. Ïðèáëèæåíèå ñëàáîé ñâÿçè. Ýôôåêòèâíàÿ ìàññà ýëåêòðîíà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520 13.7. Ýëåêòðîïðîâîäíîñòü ìåòàëëîâ è ïîëóïðîâîäíèêîâ . . . . . . . . . . . . . . 524 13.7.1. Êëàññè÷åñêàÿ òåîðèÿ ýëåêòðîïðîâîäíîñòè ìåòàëëîâ . . . . . . . 524 13.7.2. Êâàíòîâàÿ òåîðèÿ ýëåêòðîïðîâîäíîñòè ìåòàëëîâ . . . . . . . . . . 526 13.7.3. Ýëåêòðîïðîâîäíîñòü ñîáñòâåííûõ ïîëóïðîâîäíèêîâ . . . . . . . . 528 13.7.4. Ýëåêòðîïðîâîäíîñòü ïðèìåñíûõ ïîëóïðîâîäíèêîâ . . . . . . . . 530 13.7.5. Ôîòîïðîâîäèìîñòü ïîëóïðîâîäíèêîâ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 534 13.8. Êîíòàêòíûå ÿâëåíèÿ. Êîíòàêò äâóõ ìåòàëëîâ. p-n-ïåðåõîä. Òðàíçèñòîð . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 535 13.9. Òåðìîýëåêòðè÷åñêèå ÿâëåíèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 539 13.10. Ïàðàìàãíåòèçì ñâîáîäíûõ ýëåêòðîíîâ (ùåëî÷íûå è ùåëî÷íîçåìåëüíûå ìåòàëëû) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542 13.11. ßâëåíèå ñâåðõïðîâîäèìîñòè. ßâëåíèå ñâåðõòåêó÷åñòè . . . . . . . . . . . 544 Ïðèëîæåíèÿ Ïðèëîæåíèå 1. Íåêîòîðûå äîïîëíèòåëüíûå ñâåäåíèÿ è ôîðìóëû, èñïîëüçóåìûå ïðè èçëîæåíèè êóðñà ôèçèêè . . . . . . . 552 Ïðèëîæåíèå 2. Ìåæäóíàðîäíàÿ ñèñòåìà åäèíèö (ÑÈ) . . . . . . . . . . . . 559 Марс Гильманович ВАЛИШЕВ, Александр Александрович ПОВЗНЕР КУРС ОБЩЕЙ ФИЗИКИ У ч е б но е пособие iИздание второе, стереотипное Õóäîæåñòâåííûé ðåäàêòîð Ñ. Þ. Ìàëàõîâ Òåõíè÷åñêèé ðåäàêòîð Í. Â. Ëîçîâñêàÿ Ðåäàêòîð Å. À. Ìîíàõîâà Êîððåêòîðû Í. Ä. Ñåâàñòüÿíîâà, Ò. À. Êîøåëåâà Ïîäãîòîâêà èëëþñòðàöèé Í. Þ. Ãîðøêîâà Âûïóñêàþùèå Í. Ê. Áåëÿêîâà, Î. Â. Øèëêîâà ËÐ ¹ 065466 îò 21.10.97 Ãèãèåíè÷åñêèé ñåðòèôèêàò 78.01.07.953.Ï.004173.04.07 îò 26.04.2007 ã., âûäàí ÖÃÑÝÍ â ÑÏá Èçäàòåëüñòâî «ËÀÍÜ» lan@lpbl.spb.ru; www.lanbook.com 192029, Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, Îáùåñòâåííûé ïåð., 5. Òåë./ôàêñ: (812)412-29-35, 412-05-97, 412-92-72. Áåñïëàòíûé çâîíîê ïî Ðîññèè: 8-800-700-40-71 Ïîäïèñàíî â ïå÷àòü 21.01.10. Áóìàãà îôñåòíàÿ. Ãàðíèòóðà Øêîëüíàÿ. Ôîðìàò 70 ×100 1 / 16 Ïå÷àòü îôñåòíàÿ. Óñë. ï. ë. 46,80. Òèðàæ 2000 ýêç. Çàêàç ¹ . Îòïå÷àòàíî â ïîëíîì ñîîòâåòñòâèè ñ êà÷åñòâîì ïðåäîñòàâëåííûõ ìàòåðèàëîâ â ÎÀÎ «Äîì ïå÷àòè — ÂßÒÊÀ» 610033, ã. Êèðîâ, óë. Ìîñêîâñêàÿ, 122 |