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Statistische Physik
Teil 1. Vorwort von Paul Ziesche, Richard Lenk und Übersetzt von Eberhard Jäger. Herausgegeben von Richard Lenk
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Der Band behandelt die Themen: Die Grundprinzipien der Statistik Die thermodynamischen Größen Die GIBBSsche Verteilung Das ideale Gas Die FERMI- und BOSE-Verteilungen Festkörper Reale Gase Das Phasengleichgewicht Lösungen Chemische Reaktionen Eigenschaften der Materie bei sehr hohen Dichten Fluktuationen Symmetrie der Kristalle Phasenübergänge zweiter Art und kritische Phänomene OberflächenInhaltsverzeichnis:Kapitel 1. Die Grundprinzipien der Statistik (1) 1. Die statistische Verteilung (1) 2. Die statistische Unabhängigkeit (6) 3. Das LIOUVILLE-Theorem (8) 4. Die Rolle der Energie (1...
Der Band behandelt die Themen: Die Grundprinzipien der Statistik Die thermodynamischen Größen Die GIBBSsche Verteilung Das ideale Gas Die FERMI- und BOSE-Verteilungen Festkörper Reale Gase Das Phasengleichgewicht Lösungen Chemische Reaktionen Eigenschaften der Materie bei sehr hohen Dichten Fluktuationen Symmetrie der Kristalle Phasenübergänge zweiter Art und kritische Phänomene Oberflächen
Inhaltsverzeichnis:
Kapitel 1. Die Grundprinzipien der Statistik (1) 1. Die statistische Verteilung (1) 2. Die statistische Unabhängigkeit (6) 3. Das LIOUVILLE-Theorem (8) 4. Die Rolle der Energie (10) 5. Die Dichtematrix (13) 6. Die statistische Verteilung in der Quantenstatistik (19) 7. Die Entropie (22) 8. Das Gesetz über das Anwachsen der Entropie (Entropiesatz) (27) Kapitel 2. Die thermodynamischen Größen (32) 9. Die Temperatur (32) 10. Die makroskopische Bewegung (34) 11. Adiabatische Prozesse (36) 12. Der Druck (39) 13. Arbeit und Wärmemenge (42) 14. Die Enthalpie (44) 15. Freie Energie und freie Enthalpie (45) 16. Beziehungen zwischen den Ableitungen der thermodynamischen Größen (48) 17. Die thermodynamische Temperaturskala (51) 18. Der JOULE-THOMSON-Prozeß (52) 19. Die maximale Arbeit (54) 20. Die von einem Körper, der sich in einem äußeren Medium befindet, verrichtete maximale Arbeit (55) 21. Thermodynamische Ungleichungen (59) 22. Das Prinzip von LE CHATELIER (61) 23. Das NERNSTsche Theorem (64) 24. Abhängigkeit der thermodynamischen Größen von der Teilchenzahl (66) 25. Das Gleichgewicht eines Körpers in einem äußeren Feld (69) 26. Rotierende Körper (70) 27. Thermodynamische Beziehungen im relativistischen Gebiet (72) Kapitel 3. Die GIBBSsche Berteilung (75) 28. Die GIBBSsche Verteilung (75) 29. Die MAXWELL-Verteilung (78) 30. Die Wahrscheinlichkeitsverteilung für einen Oszillator (82) 31. Die freie Energie in der GIBBSschen Verteilung (85) 32. Die thermodynamische Störungstheorie (89) 33. Entwicklung nach Potenzen von h (92) 34. Die GIBBSsche Verteilung für rotierende Körper (98) 35. Die GIBBSsche Verteilung mit variabler Teilchenzahl (100) 36. Ableitung der thermodynamischen Beziehungen aus der GIBBSschen Verteilung (102) Kapitel 4. Das ideale Gas (105) 37. Die BOLTZMANN-Verteilung (105) 38. Die BOLTZMANN-Verteilung in der klassischen Stattistik (107) 39. Stöße von Molekülen (109) 40. Das ideale Gas im Nichtgleichgewichtszustand (111) 41. Die freie Energie eines idealen BOLTZMANN-Gases (114) 42. Die Zustandsgleichung des idealen Gases (115) 43. Das ideale Gas mit konstanter Wärmekapazität (118) 44. Der Gleichverteilungssatz (122) 45. Das einatomige ideale Gas (125) 46. Das einatomige Gas. Der Einfluß des Elektronendrehimpulses (127) 47. Das zweiatomige Gas mit Molekülen aus verschiedenartigen Atomen. Die Rotation der Moleküle (129) 48. Das zweiatomige Gas mit Molekülen aus gleichartigen Atomen. Die Rotation der Moleküle (133) 49. Das zweiatomige Gas. Die Atomschwingungen (135) 50. Das zweiatomige Gas. Der Einfluß des Elektronendrehimpulses (138) 51. Das vielatomige Gas (140) 52. Der Magnetismus von Gasen (143) Kapitel 5. Die FERMI- und BOSE-Verteilungen (149) 53. Die FERMI-Verteilung (149) 54. Die BOSE-Verteilung (150) 55. FERMI- und BOSE-Gase im Nichtgleichgewicht (151) 56. FERMI- und BOSE-Gase von Elementarteilchen (153) 57. Das entartete Elektronengas (156) 58. Die Wärmekapazität des entarteten Elektronengases (159) 59. Der Magnetismus des Elektronengases. Schwache Felder (162) 60. Der Magnetismus des Elektronengases. Starke Felder (165) 61. Das relativistische entartete Elektronengas (167) 62. Das entartete BOSE-Gas (170) 63. Die Wärmestrahlung (172) Kapitel 6. Festkörper (180) 64. Festkörper bei tiefen Temperaturen (180) 65. Festkörper bei hohen Temperaturen (184) 66. Die Interpolationsformel von DEBYE für die Wärmekapazität (187) 67. Die thermische Ausdehnung fester Körper (190) 68. Stark anisotrope Kristalle (191) 69. Schwingungen des Kristallgitters (195) 70. Die Zustandsdichte der Schwingungen (199) 71. Phononen (202) 72. Erzeugungs- und Vernichtungsoperatoren für Phononen (205) 73. Negative Temperaturen (208) Kapitel 7. Reale Gase (211) 74. Abweichung des Verhaltens der Gase vom idealen Verhalten (211) 75. Entwicklung nach Potenzen der Dichte (216) 76. Die VAN DER WAALS-Gleichung (218) 77. Der Zusammenhang des Virialkoeffizienten mit der Streuamplitude (221) 78. Thermodynamische Größen eines klassischen Plasmas (225) 79. Die Methode der Korrelationsfunktionen (228) 80. Thermodynamische Größen eines entarteten Plasmas (230) Kapitel 8. Das Phasengleichgewicht (236) 81. Bedingungen für das Phasengleichgewicht (236) 82. Die Formel von CLAUSIUS-CLAPEYRON (240) 83. Der kritische Punkt (242) 84. Das Gesetz der korrespondierenden Zustände (245) Kapitel 9. Lösungen (248) 85. Systeme mit verschiedenartigen Teilchen (248) 86. Die Phasenregel (249) 87. Verdünnte Lösungen (250) 88. Der osmotische Druck (252) 89. Berührung von Phasen des Lösungsmittels (253) 90. Das Gleichgewicht eines gelösten Stoffes in zwei Lösungsmitteln (256) 91. Wärmeabgabe und Volumenveränderung beim Lösungsprozeß (258) 92. Lösungen starker Elektrolyte (261) 93. Gemische idealer Gase (263) 94. Isotopengemische (265) 95. Der Dampfdruck über einer konzentrierten Lösung (267) 96. Thermodynamische Ungleichungen für Lösungen (270) 97. Grenzkurven im Zustandsdiagramm (273) 98. Beispiele für Zustandsdiagramme (278) 99. Überschneidung besonderer Kurven der Gleichgewichtsfläche (283) 100. Gase und Flüssigkeit (284) Kapitel 10. Chemische Reaktionen (289) 101. Die Bedingung für das chemische Gleichgewicht (289) 102. Das Massenwirkungsgesetz (290) 103. Die Reaktionswärme (293) 104. Das Ionisationsgleichgewicht (296) 105. Das Gleichgewicht bei der Paarbildung (298) Kapitel 11. Eigenschaften der Materie bei sehr hohen Dichten (300) 106. Die Zustandsgleichung der Materie bei hohen Dichten (300) 107. Das Gleichgewicht von Körpern mit großer Masse (303) 108. Die Energie eines gravitierenden Körpers (309) 109. Das Gleichgewicht einer Neutronenkugel (311) Kapitel 12. Fluktuationen (316) 110. Die GAUSS-Verteilung (316) 111. Die GAUSS-Verteilung für mehrere Größen (318) 112. Fluktuationen der thermodynamischen Grundgrößen (321) 113. Fluktuationen im idealen Gas (328) 114. Die POISSON-Formel (329) 115. Fluktuationen in Lösungen (331) 116. Räumliche Korrelation von Dichtefluktuationen (333) 117. Korrelation von Dichtefluktuationen im entarteten Gas (336) 118. Zeitliche Korrelation von Fluktuationen (342) 119. Zeitliche Korrelation von Fluktuationen mehrerer Größen (345) 120. Die Symmetrie der kinetischen Koeffizienten (347) 121. Die Dissipationsfunktion (350) 122. Die spektrale Zerlegung von Fluktuationen (353) 123. Die verallgemeinerte Suszeptibilität (358) 124. Das Fluktuations-Dissipations-Theorem (365) 125. Das Fluktuations-Dissipations-Theorem für mehrere Größen (370) 126. Ein Operatorausdruck für die verallgemeinerte Suszeptibilität (374) 127. Fluktuationen der Biegung langer Moleküle (377) Kapitel 13. Symmetrie der Kristalle (381) 128. Symmetrieelemente eines Kristallgitters (381) 129. Das BRAVAIS-Gitter (383) 130. Die Kristallsysteme (384) 131. Die Kristallklassen (388) 132. Die Raumgruppen (391) 133. Das reziproke Gitter (392) 134. Irreduzible Darstellungen der Raumgruppen (395) 135. Die Symmetrie gegenüber Zeitspiegelung (401) 136. Symmetrieeigenschaften der Normalschwingungen eines Kristallgitters (404) 137. Strukturen mit ein- und zweidimensionaler Periodizität (409) 138. Korrelationsfunktion in zweidimensionalen Systemen (413) 139. Orientierungssymmetrie der Moleküle (415) 140. Nematische und cholesterinische flüssige Kristalle (416) 141. Fluktuation in flüssigen Kristallen (419) Kapitel 14. Phasenübergänge zweiter Art und kritische Phänomene (423) 142. Phasenübergänge zweiter Art (423) 143. Der Sprung der Wärmekapazität (428) 144. Der Einfluß eines äußeren Feldes auf einen Phasenübergang (432) 145. Symmetrieänderung bei einem Phasenübergang zweiter Art (436) 146. Fluktuationen des Ordnungsparameters (447) 147. Der effektive HAMILTON-Operator (453) 148. Kritische Indizien (457) 149. Die Skaleninvarianz (463) 150. Isolierte und kritische Punkte zweiter Art in einem zweidimensionalen Gitter (472) 151. Der Phasenübergang zweiter Art in einem zweidimensionalen Gitter (472) 152. Die VAN DER WAALS-Theorie des kritischen Punktes (479) 153. Die Fluktuationstheorie des kritischen Punktes (484) Kapitel 15. Oberflächen (491) 154. Die Oberflächenspannung (491) 155. Die Oberflächenspannung von Kristallen (494) 156. Der Oberflächendruck (496) 157. Die Oberflächenspannung von Lösungen (498) 158. Die Oberflächenspannung von Lösungen starker Elektrolyte (500) 159. Die Adsorption (501) 160. Die Benetzung (502) 161. Der Randwinkel (505) 162. Die Keimbildung bei Phasenübergängen (507) 163. Unmöglichkeit der Existenz von Phasen in eindimensionalen Systemen (510) Sachverzeichnis (512)
Inhaltsverzeichnis:
Kapitel 1. Die Grundprinzipien der Statistik (1) 1. Die statistische Verteilung (1) 2. Die statistische Unabhängigkeit (6) 3. Das LIOUVILLE-Theorem (8) 4. Die Rolle der Energie (10) 5. Die Dichtematrix (13) 6. Die statistische Verteilung in der Quantenstatistik (19) 7. Die Entropie (22) 8. Das Gesetz über das Anwachsen der Entropie (Entropiesatz) (27) Kapitel 2. Die thermodynamischen Größen (32) 9. Die Temperatur (32) 10. Die makroskopische Bewegung (34) 11. Adiabatische Prozesse (36) 12. Der Druck (39) 13. Arbeit und Wärmemenge (42) 14. Die Enthalpie (44) 15. Freie Energie und freie Enthalpie (45) 16. Beziehungen zwischen den Ableitungen der thermodynamischen Größen (48) 17. Die thermodynamische Temperaturskala (51) 18. Der JOULE-THOMSON-Prozeß (52) 19. Die maximale Arbeit (54) 20. Die von einem Körper, der sich in einem äußeren Medium befindet, verrichtete maximale Arbeit (55) 21. Thermodynamische Ungleichungen (59) 22. Das Prinzip von LE CHATELIER (61) 23. Das NERNSTsche Theorem (64) 24. Abhängigkeit der thermodynamischen Größen von der Teilchenzahl (66) 25. Das Gleichgewicht eines Körpers in einem äußeren Feld (69) 26. Rotierende Körper (70) 27. Thermodynamische Beziehungen im relativistischen Gebiet (72) Kapitel 3. Die GIBBSsche Berteilung (75) 28. Die GIBBSsche Verteilung (75) 29. Die MAXWELL-Verteilung (78) 30. Die Wahrscheinlichkeitsverteilung für einen Oszillator (82) 31. Die freie Energie in der GIBBSschen Verteilung (85) 32. Die thermodynamische Störungstheorie (89) 33. Entwicklung nach Potenzen von h (92) 34. Die GIBBSsche Verteilung für rotierende Körper (98) 35. Die GIBBSsche Verteilung mit variabler Teilchenzahl (100) 36. Ableitung der thermodynamischen Beziehungen aus der GIBBSschen Verteilung (102) Kapitel 4. Das ideale Gas (105) 37. Die BOLTZMANN-Verteilung (105) 38. Die BOLTZMANN-Verteilung in der klassischen Stattistik (107) 39. Stöße von Molekülen (109) 40. Das ideale Gas im Nichtgleichgewichtszustand (111) 41. Die freie Energie eines idealen BOLTZMANN-Gases (114) 42. Die Zustandsgleichung des idealen Gases (115) 43. Das ideale Gas mit konstanter Wärmekapazität (118) 44. Der Gleichverteilungssatz (122) 45. Das einatomige ideale Gas (125) 46. Das einatomige Gas. Der Einfluß des Elektronendrehimpulses (127) 47. Das zweiatomige Gas mit Molekülen aus verschiedenartigen Atomen. Die Rotation der Moleküle (129) 48. Das zweiatomige Gas mit Molekülen aus gleichartigen Atomen. Die Rotation der Moleküle (133) 49. Das zweiatomige Gas. Die Atomschwingungen (135) 50. Das zweiatomige Gas. Der Einfluß des Elektronendrehimpulses (138) 51. Das vielatomige Gas (140) 52. Der Magnetismus von Gasen (143) Kapitel 5. Die FERMI- und BOSE-Verteilungen (149) 53. Die FERMI-Verteilung (149) 54. Die BOSE-Verteilung (150) 55. FERMI- und BOSE-Gase im Nichtgleichgewicht (151) 56. FERMI- und BOSE-Gase von Elementarteilchen (153) 57. Das entartete Elektronengas (156) 58. Die Wärmekapazität des entarteten Elektronengases (159) 59. Der Magnetismus des Elektronengases. Schwache Felder (162) 60. Der Magnetismus des Elektronengases. Starke Felder (165) 61. Das relativistische entartete Elektronengas (167) 62. Das entartete BOSE-Gas (170) 63. Die Wärmestrahlung (172) Kapitel 6. Festkörper (180) 64. Festkörper bei tiefen Temperaturen (180) 65. Festkörper bei hohen Temperaturen (184) 66. Die Interpolationsformel von DEBYE für die Wärmekapazität (187) 67. Die thermische Ausdehnung fester Körper (190) 68. Stark anisotrope Kristalle (191) 69. Schwingungen des Kristallgitters (195) 70. Die Zustandsdichte der Schwingungen (199) 71. Phononen (202) 72. Erzeugungs- und Vernichtungsoperatoren für Phononen (205) 73. Negative Temperaturen (208) Kapitel 7. Reale Gase (211) 74. Abweichung des Verhaltens der Gase vom idealen Verhalten (211) 75. Entwicklung nach Potenzen der Dichte (216) 76. Die VAN DER WAALS-Gleichung (218) 77. Der Zusammenhang des Virialkoeffizienten mit der Streuamplitude (221) 78. Thermodynamische Größen eines klassischen Plasmas (225) 79. Die Methode der Korrelationsfunktionen (228) 80. Thermodynamische Größen eines entarteten Plasmas (230) Kapitel 8. Das Phasengleichgewicht (236) 81. Bedingungen für das Phasengleichgewicht (236) 82. Die Formel von CLAUSIUS-CLAPEYRON (240) 83. Der kritische Punkt (242) 84. Das Gesetz der korrespondierenden Zustände (245) Kapitel 9. Lösungen (248) 85. Systeme mit verschiedenartigen Teilchen (248) 86. Die Phasenregel (249) 87. Verdünnte Lösungen (250) 88. Der osmotische Druck (252) 89. Berührung von Phasen des Lösungsmittels (253) 90. Das Gleichgewicht eines gelösten Stoffes in zwei Lösungsmitteln (256) 91. Wärmeabgabe und Volumenveränderung beim Lösungsprozeß (258) 92. Lösungen starker Elektrolyte (261) 93. Gemische idealer Gase (263) 94. Isotopengemische (265) 95. Der Dampfdruck über einer konzentrierten Lösung (267) 96. Thermodynamische Ungleichungen für Lösungen (270) 97. Grenzkurven im Zustandsdiagramm (273) 98. Beispiele für Zustandsdiagramme (278) 99. Überschneidung besonderer Kurven der Gleichgewichtsfläche (283) 100. Gase und Flüssigkeit (284) Kapitel 10. Chemische Reaktionen (289) 101. Die Bedingung für das chemische Gleichgewicht (289) 102. Das Massenwirkungsgesetz (290) 103. Die Reaktionswärme (293) 104. Das Ionisationsgleichgewicht (296) 105. Das Gleichgewicht bei der Paarbildung (298) Kapitel 11. Eigenschaften der Materie bei sehr hohen Dichten (300) 106. Die Zustandsgleichung der Materie bei hohen Dichten (300) 107. Das Gleichgewicht von Körpern mit großer Masse (303) 108. Die Energie eines gravitierenden Körpers (309) 109. Das Gleichgewicht einer Neutronenkugel (311) Kapitel 12. Fluktuationen (316) 110. Die GAUSS-Verteilung (316) 111. Die GAUSS-Verteilung für mehrere Größen (318) 112. Fluktuationen der thermodynamischen Grundgrößen (321) 113. Fluktuationen im idealen Gas (328) 114. Die POISSON-Formel (329) 115. Fluktuationen in Lösungen (331) 116. Räumliche Korrelation von Dichtefluktuationen (333) 117. Korrelation von Dichtefluktuationen im entarteten Gas (336) 118. Zeitliche Korrelation von Fluktuationen (342) 119. Zeitliche Korrelation von Fluktuationen mehrerer Größen (345) 120. Die Symmetrie der kinetischen Koeffizienten (347) 121. Die Dissipationsfunktion (350) 122. Die spektrale Zerlegung von Fluktuationen (353) 123. Die verallgemeinerte Suszeptibilität (358) 124. Das Fluktuations-Dissipations-Theorem (365) 125. Das Fluktuations-Dissipations-Theorem für mehrere Größen (370) 126. Ein Operatorausdruck für die verallgemeinerte Suszeptibilität (374) 127. Fluktuationen der Biegung langer Moleküle (377) Kapitel 13. Symmetrie der Kristalle (381) 128. Symmetrieelemente eines Kristallgitters (381) 129. Das BRAVAIS-Gitter (383) 130. Die Kristallsysteme (384) 131. Die Kristallklassen (388) 132. Die Raumgruppen (391) 133. Das reziproke Gitter (392) 134. Irreduzible Darstellungen der Raumgruppen (395) 135. Die Symmetrie gegenüber Zeitspiegelung (401) 136. Symmetrieeigenschaften der Normalschwingungen eines Kristallgitters (404) 137. Strukturen mit ein- und zweidimensionaler Periodizität (409) 138. Korrelationsfunktion in zweidimensionalen Systemen (413) 139. Orientierungssymmetrie der Moleküle (415) 140. Nematische und cholesterinische flüssige Kristalle (416) 141. Fluktuation in flüssigen Kristallen (419) Kapitel 14. Phasenübergänge zweiter Art und kritische Phänomene (423) 142. Phasenübergänge zweiter Art (423) 143. Der Sprung der Wärmekapazität (428) 144. Der Einfluß eines äußeren Feldes auf einen Phasenübergang (432) 145. Symmetrieänderung bei einem Phasenübergang zweiter Art (436) 146. Fluktuationen des Ordnungsparameters (447) 147. Der effektive HAMILTON-Operator (453) 148. Kritische Indizien (457) 149. Die Skaleninvarianz (463) 150. Isolierte und kritische Punkte zweiter Art in einem zweidimensionalen Gitter (472) 151. Der Phasenübergang zweiter Art in einem zweidimensionalen Gitter (472) 152. Die VAN DER WAALS-Theorie des kritischen Punktes (479) 153. Die Fluktuationstheorie des kritischen Punktes (484) Kapitel 15. Oberflächen (491) 154. Die Oberflächenspannung (491) 155. Die Oberflächenspannung von Kristallen (494) 156. Der Oberflächendruck (496) 157. Die Oberflächenspannung von Lösungen (498) 158. Die Oberflächenspannung von Lösungen starker Elektrolyte (500) 159. Die Adsorption (501) 160. Die Benetzung (502) 161. Der Randwinkel (505) 162. Die Keimbildung bei Phasenübergängen (507) 163. Unmöglichkeit der Existenz von Phasen in eindimensionalen Systemen (510) Sachverzeichnis (512)