“课程思政”视阈下的热力学与统计物理课程教学改革与实践

结合我校实际情况,介绍了课程思政视阈下热力学与统计物理课程在教学目标、课程内容、教学模式和考核评价等4个方面的教学改革和实践,为发挥热力学与统计物理课程的立德树人功能、提高人才培养质量提供了一条值得借鉴的途径.     

简单体系温度涨落的发散问题

平衡体系热力学推导涨落的前提是涨落必须很小，如果得到一个发散的结果说明这一涨落是不可靠的.对一些体系温度涨落的热力学结果，在温度趋于绝对零度时是发散的，这时必须用统计物理来处理.对这些体系进行统计物理处理的结果表明，涨落在温度趋于绝对零度时是趋于零的. 关键词： 热力学与统计物理 涨落     

理论物理教学应在培养学生批判性思维能力上发挥作用

探讨了在热力学与统计物理课程中培养学生批判性思维能力的方式,即把重要但易错的知识点和结果整合出来,分为概念与定义、结果适宜性、著名规律、物理数据、科学史话等专题,在课堂上进行互动、分析和总结.实践表明其对提高教学质量可起到良好作用.     

量纲分析在热力学统计物理中的教学应用

热力学统计物理是一门综合性较强的课程,涉及力学、热学、电磁学、光学、量子力学等内容.它的教与学难度较大,特别是宏观物理量与微观物理量之间的关系复杂并难以理解.而量纲分析却能较好地解决这个问题.它基于物理量的量纲,很容易就能确定各个物理量之间的关系或者验证公式的正确性.通过3个问题的求解,即理想气体的碰壁数、光子气体的物态方程、零温时自由电子气体的简并压.文章介绍了量纲分析在热力学统计物理中的具体应用.可以看到,量纲分析有助于学生理解物理规律及其对应的数学表达式,也有助于学生分析问题和解决问题的能力培养.     

化学势在钨表面氢平衡浓度计算中的应用

化学势是热力学与统计物理中重要的物理量,能够表征系统中粒子转移的趋势.本文以钨材料表面氢平衡浓度这一实际问题为例,在氢平衡浓度计算过程中逐步引入化学势的概念,通过分析环境氢分子系统和钨表面系统中氢化学势的变化,给出不同温度、压强下钨表面的氢平衡浓度.在热力学与统计物理教学中,通过平衡浓度的计算促进学生对于化学势等概念的学习和深入理解.     

《分子物理学与热力学》课程体系和教学内容的改革与实践

分析研究了《分子物理学与热力学》课程结构体系，教学内容的特点，将《热学》和《热力学．统计物理》中的热力学部分有机地结合在一起，整合成一门结构合理，体系完整的《分子物理学与热力学》，经过几年的教改实践，取到了好的教学效果。     

各种系综可以不等价

在统计物理理论中,因为在传统理论中有系综等价的严格证明,因而人们通常习惯于使用等价的思想方法做一些理论工作,以及选择最便于计算的系综来研究热力学性质.正则系综最便于理论计算,微正则系综最便于数值计算,巨正则系综计算量子气体的热力学性质最简单,因此,现有的新老教材中一般只讲这三种系综.但早在1970年有学者提出在相变点附近具有长程相互作用的系统正则系综与微正则系综不等价,近年又有学者提出此时短程相互作用的系统两系综也可不等价,且不等价的研究成果越来越多.因而更新观念和统计热力学教材势在必行.本文仅以一平均变量之间存在关联的简单系统为例,说明这种"关联"也会导致系综不等价.     

如何在两个黑洞间建造热机：从2023年CPhO决赛题说起

2023年全国中学生物理竞赛决赛理论第五题涉及黑洞热力学.本文在介绍黑洞热力学基本背景的基础上,结合笔者的研究经验,分析黑洞间热力学循环的特征,最后概述与此相关的有限系统热力学与统计物理领域的部分前沿问题的研究进展.     

我讲热力学统计物理的一点体会

我讲热力学统计物理的一点体会钟云霄（北京大学技术物理系，北京１００８７１）对于教师，有着许多美妙的比喻，如什么人类灵魂工程师，园丁…等等。但是，对于一个在大学里从事自然科学教学的教师，更象一个合格的导游，他能引人入胜地把学生带领到科学花园门口，让学生...     

提高线上物理教学质量需“钩玄提要”

本文以热力学与统计物理课程为例,探讨了线上教学这个挑战性问题.分为动机导向、案例探微、摘出纲要等三个进阶层级.学习和融入了费恩曼物理教育思想,分享了新近出版的《热力学与统计物理简明教程》(第二版)的编写经验.     

如何让学生深刻理解熵的概念

 熵的概念,是热力学和统计物理学中非常重要而又较难理解的.克劳修斯(ClaUSiUS.R.J.E,1822-1888德国物理学家)于1850年提出热力学第二定律,1865年提出熵的概念,并将热力学第二定律表述为“宇宙的能量是不变的,而它的熵则总在增加.”现在,熵这个概念已经远远超出了热力学、统计物理学范畴,直接扩展到信息论、控制论、概率论、数论、天体物理、宇宙论、科学管理以及生命系统等各个不同领域.因此,如何在教学中让学生深入理解熵的概念,是一个重要的课题.     

书讯

正《热力学与统计物理简明教程》是由北京市教学名师、北京师范大学物理系包景东教授编写的,已于2011年11月在高等教育出版社出版.该教材系2012年北京市高等教育教学成果一等奖的核心内容,2013年又被评为北京高等教育精品教材.由于其适应了教育部新教学规范的要求,内容集中、讲解生动、易教易     

压力对实际气体热力学能影响的宏观及微观分析

热力学能和焓是工程技术中用途广泛的热力学状态参数,压力越高,实际气体的热力学能和焓值越小,这与我们一般的感性认识背道而驰.本文采用宏观实际气体状态方程求偏微分及热力学能统计定义微观的角度,推导分析了压力对实际气体热力学能的影响,从理论上证明了实际气体的热力学能随着压力的升高而减小这一规律.     

压力对实际气体热力学能影响的宏观及微观分析

热力学能和焓是工程技术中用途广泛的热力学状态参数,压力越高,实际气体的热力学能和焓值越小,这与我们一般的感性认识背道而驰.本文采用宏观实际气体状态方程求偏微分及热力学能统计定义微观的角度,推导分析了压力对实际气体热力学能的影响,从理论上证明了实际气体的热力学能随着压力的升高而减小这一规律.     

2014年全国高校热力学与统计物理教学及学术研讨会会讯

<正>受教育部高等学校物理学类专业教学指导委员会委托,由全国高校热力学与统计物理教学研究会主办,青海师范大学承办的2014年热力学与统计物理教学及学术研讨会于7月20日至7月24日在西宁召开.来自北京大学等41所高校和有关单位的63名代表参加了会议.青海师范大学物理系主任段新文教授主持开幕式,青海师范大学党委副书记张雄伟教授致欢迎辞,全国高校热力学与统计物理教学研究会理事长、内     

熵与绝热去磁制冷的物理原理

本文从熵的观点出发,利用热力学,统计物理与量子力学理论分别从宏观与微观的角度对磁制冷的物理原理进行了初等分析。     

有限系统中的若干热力学问题

对偏离热力学极限条件的有限系统中的若干基本热力学问题作些探讨.结果表明,尺度效应使系统产生一系列新的物理特性,使得统计物理教科书中诸多人们熟悉的结论对有限系统不再适用.     

LiH的热力学性质及分子内部运动对体系热力学性质的影响

利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了LiH在零温零压下的晶格常数、体弹模量,计算结果与实验值和其他理论计算值符合得较好.通过准谐德拜模型计算了LiH在压强为0-80GPa、温度为0-2000K范围内,体积膨胀率、热涨系数、德拜温度及定容热容随压强和温度的变化关系.最后,以代数方法（AM）和势能变分法(PVM)为基础,运用统计热力学理论计算了LiH分子内部运动对体系热力学性质的影响.     

《热力学与统计物理简明教程》——值得推荐的好教材

高等教育出版社2011年出版了《热力学与统计物理简明教程》一书,是《大学物理》副主编、北京师范大学物理系包景东教授历经十多年的教学科研编写而成的.在教学过程中,作者博览了国内外热物理学、统计热力学、平衡态统计物理、量子统计物理学、计算物理等教科书及科研论文,根据教育部物理学     

怀念我的师长王竹溪先生和胡宁先生

 我是１９５６年进北京大学物理系学习的．这一年开学时,适逢国家高等教育部审定颁布《综合大学物理专业教学大纲》．那是一个全面推行“学习苏联先进经验”,并且普遍把这一口号理解为“凡是苏联经验必定先进,必须学习”的时代．在这一份当时被认为具有“法律效力”的大纲里,几乎所有各门数学和物理学的基础课程列出的主要参考书（许多课程是全部参考书）,都是苏联教科书的译本．仅有的两个例外是：“热力学和统计物理”课程的主要参考书是王竹溪先生的《热力学》和《统计物理学导论》,“电动力学”课程的主要参考书是胡宁先生的《电动力学讲义》．