Изложена теория флуктуаций и линейного отклика в различных системах многих тел. В рамках единого метода рассматриваются флуктуации в нормальных жидкостях, сверхтекучем гелии и жидких кристаллах, в ферромагнетиках, антиферромагнетиках и сверхпроводниках.
Для начинающих научных работников в области теоретической физики и химии. Может быть использована аспирантами и студентами старших курсов физических и инженерно-физических факультетов.
В предлагаемой книге излагается вторая часть курса «Термодинамика и статистическая физика». Она написана в полном соответствии с существующей программой этого курса.
В основу всего изложения положен метод Гиббса, как наиболее последовательный и строгий в статистической физике. По методу Гиббса излагается не только классическая и квантовая теория равновесных состояний, но и теория флуктуаций, включая теорию броуновского движения, а также вопросы физической кинетики.
В книге рассматриваются также некоторые новые вопросы, еще не вошедшие в программу. Они изложены для студентов, желающих глубже изучить курс, и рассматриваются на безматематическом уровне.
При подготовке второго издания книга подверглась некоторой переработке. Помимо чисто редакционных изменений, некоторого сокращения отдельных мест, исправления замеченных опечаток, заменены некоторые параграфы первого издания новыми. Из числа наиболее существенных изменений следует упомянуть введение основных идей термодинамики необратимых процессов и ее применение к теории термоэлектрических явлений и краткое изложение применения статистической физики к теории электронного газа в полупроводниках.
При подготовке второго издания к печати мне оказывали большую помощь кандидат физ.-мат. наук Л. Л. Коренблит и ассистент И. В. Даховский, которым выражаю за это свою искреннюю признательность.
Для второго издания книга подверглась существенной переработке и расширению. Исправлен ряд упущений и неточностей первого издания. В большинство параграфов введены задачи.
Мы сочли нецелесообразным приводить решения задач, как по соображениям, связанным с объемом книги, так и потому, что самостоятельное решение задач приносит значительно больше пользы, нежели усвоение приведенных в книге решений. Поэтому мы дали ответы к большинству задач и лишь к некоторым задачам краткие указания.
Излагаемый ниже материал представляет собой несколько расширенный конспект лекций по односеместровому курсу “Статистическая физика”, читаемых автором на физическом факультете Уральского Государственного Университета, начиная с 1992 года. Курс предназначен для всего потока студентов, специализирующихся по физике, и составляет часть общего курса теоретической физики.
В этом смысле он ориентирован не только на студентов–теоретиков, но содержит в себе тот минимум знаний, который необходим, в настоящее время, и физикам–экспериментаторам.
Нужно отметить, что особенности программы обучения студентов на физическом факультете УГУ таковы, что статистической физике отводится весьма незначительное время. Поэтому перед автором стояла задача дать достаточно компактное изложение материала, которое, тем не менее, содержало бы основные принципы и приложения статистической физики в заданных временных рамках.
Хотя сам автор придерживается точки зрения, впервые высказанной в фундаментальном курсе Ландау и Лифшица, о необходимости первоочередного включения термодинамики в состав курса статистической физики, здесь эта схема отброшена, опять же в связи с особенностями программы обучения в УГУ, где читается отдельный курс феноменологической термодинамики.
Монография посвящена исследованию границ применимости аксиоматических принципов, лежащих в основе статистической физики. Автором был выполнен гармонический анализ свойств обобщённой функции, описывающей индикаторную функцию Кнудсеновского (ламбертовского) рассеяния диффузного газа квантовых частиц на некоторой поверхности.
На основании полученных результатов высказано теоретическое предположение о непременном существовании замкнутых физических систем, для которых состояние детального статистического равновесия не является единственно возможным стационарным макросостоянием, наиболее вероятным для заданных условий. В такого рода системах могут существовать состояния глобального статистического равновесия, характеризуемые пространственно анизотропными макроскопическими параметрами.
Данные состояния могут быть принципиально выявлены на стыке квантовой оптики и молекулярной динамики, когда имеет место упругое волновое рассеяние (дифракция) газа квантовых частиц (электров проводимости, фотонов электромагнитного излучения или молекул газа) на границах заполняемого ими объёма.
Книга Рюэля является первой в мировой литературе монографией, в которой собраны воедино строгие результаты по статистической механике. Эти результаты, полученные в последние годы, требуют хорошего знания математического аппарата, в частности, функционального анализа.
Книга может быть рекомендована студентам старших курсов, аспирантам и научным работникам как физических, так и математических специальностей.
В книге систематически рассматриваются основные законы и важнейшие приложения термодинамики, статистической физики и кинетики. В книге найдены методически удачные и оригинальные методы введения основных понятий (например, температуры и энтропии) и решения отдельных сложных задач.
Книга рассчитана, главным образом, на людей, приступающих к изучению физической теории тепловых процессов, и ставит своей целью в минимально короткий срок довести читателя до уровня знаний, позволяющего читать монографические статьи по специальным вопросам.
Изложение ряда вопросов (диамагнетизм электронного газа, отрицательные и предельные температуры, метод Боголюбова в кинетике газа и т. д.) основано на оригинальных работах и представляет интерес для аспирантов и научных работников.
Кинга, являющаяся второй частью общего курса по авиационным приборам. предназначается в качестве учебника для курсантов военных авиационно-технических училищ, а также может быть использована в школах младших специалистов ВВС, аэроклубах и школах ГВФ.
