理論物理基礎教程（簡體書）

《理論物理基礎教程》的目的是按照物質運動形式，從低速到高速、從宏觀到微觀、從單體到多體，對當前人們所認識到的理論物理的基本規律和基本方法作一個初步的系統介紹。《理論物理基礎教程》的第一篇是分析力學，第二、三、四篇是電動力學，五、六篇是量子力學，第七篇至第十篇是平衡和非平衡統計物理及統計熱力學，全書是一個完整的整體，各部分之間相互滲透、相互呼應、相互引用，是一本完整的教材，在教師恰當的處理下，也可以選用其中一部分，書中一些打星號的內容，在教學時數不夠的情況下可以略去，不致影響後續內容的學習。．

《普通高等教育"十五"國家級規劃教材:理論物理基礎教程》由高等教育出版社出版。

第一篇 低速宏觀物體的運動第一章 低速宏觀運動的基本原理§1.1.1 無約束質點的拉格朗日方程§1.1.2 有約束情況下的拉格朗日方程§1.1.3 最小作用量原理§1.1.4 伽利略相對性原理 自由質點的拉格朗日函數習題第二章 守恆律§1.2.1 動量和能量§1.2.2 守恆律與對稱性的關係§1.2.3 質點組的動量、能量與角動量 質心 習題第三章 有心力場中的運動§1.3.1 二體問題 約化質量§1.3.2 有心力場中運動的一般分析§1.3.3 平方反比引力 開普勒問題§1.3.4 碰撞與散射習題第四章 微振動§1.4.1 無阻尼的微振動§1.4.2 阻尼振動 共振§1.4.3 多自由度的耦合振動習題第五章 剛體的運動§1.5.1 剛體的角速度、角動量與轉動能量§1.5.2 剛體的運動方程 §1.5.3 非慣性系中的運動習題第六章 低速宏觀運動規律的正則形式§1.6.1 哈密頓方程§1.6.2 守恆律 泊松括號§1.6.3 正則變換*§1.6.4 作為坐標和時間函數的作用量 哈密頓雅可比方程習題第二篇 高速運動的規律第一章 狹義相對論的實驗基礎和基本原理§2.1.1 邁克耳孫－莫雷實驗§2.1.2 相對論的基本原理 習題第二章 相對論的時空理論§2.2.1 間隔 相對論的時空結構§2.2.2相對論的時空坐標變換公式§2.2.3相對論的速度變換公式§2.2.4 相對論的時空性質*§2.2.5 相對論時空理論的若干應用§2.2.6 四維協變量及方程的協變性習題第三章 高速粒子的運動規律§2.3.1 相對論力學的基本方程§2.3.2 高速運動粒子的守恆定律§2.3.3 電磁場中的帶電粒子習題第四章 電磁現象的基本規律§2.4.1電磁規律的三維表述§2.4.2 電磁場的邊值關係§2.4.3電磁場的守恆定律§2.4.4電磁規律的四維表述習題第三篇 電磁場第一章 靜電場§3.1.1 靜電勢 靜電問題的唯一性定理§3.1.2 分離變量法§3.1.3 電象法§3.1.4 格林函數法§3.1.5 電多極矩法§3.1.6 靜電場的能量 電荷體系與外電場的相互作用習題第二章 靜磁場§3.2.1 矢勢 靜磁問題的唯一性定理§3.2.2 磁標勢§3.2.3 磁多極子§3.2.4 靜磁場的能量　電流分佈與靜磁場的相互作用§3.2.5 超導體的電磁性質習題第三章　電磁波的傳播§3.3.1 平面電磁波§3.3.2 電磁波在介質分界面的反射與折射§3.3.3 電磁波在導體中的傳播§3.3.4 諧振腔§3.3.5 波導管習題第四篇 電荷體系與電磁場的相互作用第一章 宏觀電荷體系輻射的電磁場§4.1.1 電磁勢的場方程 推遲勢§4.1.2 電偶極輻射習題第二章　運動帶電粒子與電磁場的相互作用§4.2.1 運動帶電粒子的勢和輻射的電磁場§4.2.2 軔致輻射與同步輻射§4.2.3 切連科夫輻射§4.2.4 帶電粒子的電磁場對粒子本身的反作用§4.2.5 電磁波的散射、吸收和色散習題第五篇　微觀粒子的運動規律第一章　微觀粒子狀態的描述§5.1.1　光的粒子性§5.1.2粒子的波動性　波函數習題第二章　力學量的算符§5.2.1 測量結果的期望值　用算符表示力學量§5.2.2 測量結果的概率分佈　算符的本征值與本征函數§5.2.3 力學量的完全組　算符的對易關係§5.2.4 不確定關係習題第三章　運動方程和守恆律§5.3.1 薛定諤方程§5.3.2 力學量對時間導數的算符　量子泊松括號　正則量子化§5.3.3 對稱性與守恆律習題第四章　量子力學的表述形式§5.4.1 希爾伯特空間§5.4.2 態矢量和算符§5.4.3 表像和表像變換§5.4.4 算符對易關係的確定§5.4.5 諧振子的占有數表像§5.4.6 角動量的矩陣表示§5.4.7 薛定諤繪景和海森伯繪景§5.4.8 用密度矩陣表示量子態習題第五章　多粒子系統　全同性原理§5.5.1 全同性原理§5.5.2 電子自旋波函數對粒子交換的對稱性習題第六章　量子干涉現象§5.6.1 路徑積分量子化*§5.6.2 雙縫衍射*§5.6.3 磁通量子習題第七章　高速微觀粒子的運動§5.7.1　建立高速微觀粒子運動方程遇到的困難§5.7.2　自由粒子的狄拉克方程*§5.7.3 電子的內稟磁矩習題第六篇 微觀粒子在外場中的運動第一章 外場中的定態問題§6.1.1 坐標表像中定態方程的嚴格解§6.1.2 定態微擾方法§6.1.3 氦原子§6.1.4 變分法*§6.1.5 耦合振子系統 量子力學的正則變換習題第二章 量子躍遷§6.2.1 研究時間演化的微擾方法 相互作用繪景§6.2.2 週期性外場引起的躍遷§6.2.3 光的輻射和吸收§6.2.4 不穩定系統的壽命和能級寬度 能量時間不確定關係習題第三章 彈性散射§6.3.1 散射問題的一般討論§6.3.2 玻恩近似§6.3.3 分波法習題第七篇 宏觀系統統計理論的基本原理第一章 統計理論基礎§7.1.1 宏觀系統及其分類§7.1.2 系統狀態的宏觀描述 平衡態 狀態方程§7.1.3 系統狀態的微觀描述 統計規律性§7.1.4 宏觀量的統計性質 系綜和系綜平均§7.1.5 密度函數和密度算符 經典和量子劉維爾定理§7.1.6 微正則系綜和微正則分佈習題第二章 統計熱力學基礎§7.2.1 熱力學第一定律 功和熱量的微觀解釋§7.2.2 熱力學第二定律 熵§7.2.3 溫度 化學勢和壓強 熱力學基本方程§7.2.4 熵差的計算§7.2.5 熱力學勢 麥克斯韋關係及它們的簡單應用§7.2.6 氣體的節流和絕熱膨脹 磁冷卻§7.2.7 最大功原理 平衡的穩定性條件§7.2.8 單元雙相系的平衡 相圖§7.2.9 一級相變和二級相變§7.2.10 熱力學第三定律習題第三章 統計系綜§7.3.1 正則系綜和正則分佈§7.3.2 固體的順磁性模型和固體比熱的愛因斯坦模型§7.3.3 巨正則分佈系綜和巨正則分佈§7.3.4 理想氣體的三種分佈§7.3.5 三種系綜的等價 其它系綜習題第八篇 理想氣體第一章 玻爾茲曼氣體§8.1.1 由配分函數求熱力學量§8.1.2 雙原子分子氣體的熱容量§8.1.3 由玻爾茲曼分佈求速度分佈和空間分佈§8.1.4 能量均分定理§8.1.5 稀薄實際氣體的狀態方程習題第二章 玻色氣體和費米氣體§8.2.1 黑體幅射 光子統計§8.2.2 晶格振動比熱的德拜理論 聲子統計*§8.2.3 液態4He的性質和朗道的超流理論§8.2.4 玻色-愛因斯坦凝聚§8.2.5 金屬中的自由電子氣習題第九篇 漲落和臨界現象的統計理論第一章 漲落理論§9.1.1 漲落的准熱力學理論§9.1.2 布朗運動習題第二章 臨界現象§9.2.1 臨界指數和標度律§9.2.2 二級相變的朗道－金茲堡理論*§9.2.3 臨界點鄰域的漲落和關聯習題第三章 臨界現象的統計理論§9.3.1 Ising模型§9.3.2 標度理論*§9.3.3 重整化群方法簡介習題第十篇 非平衡統計基礎第一章 稀薄氣體中的輸運過程§10.1.1 玻爾茲曼方程§10.1.2 氣體粘滯係數和金屬電導率的計算*§10.1.3 玻爾茲曼積分微分方程*§10.1.4 H定理習題*第二章 BBGKY序列§10.2.1 約化概率密度 BBGKY序列§10.2.2 符拉索夫方程和玻爾茲曼方程的推導附錄附錄Ⅰ δ符號和δ函數附錄Ⅱ 矢量分析與張量計算初步附錄Ⅲ 概率的基礎知識附錄Ⅳ 拉普拉斯方程的通解附錄Ⅴ 一些積分公式附錄Ⅵ 電磁量的國際單位制與高斯單位制附錄Ⅶ 物理常量與單位換算．

定域粒子系和非定域粒子系：定域粒子系形成有規則的晶格結構，定域粒子只能在某格點附近的小范圍內運動。非定域粒子系不存在規則的晶格結構，非定域粒子可以在整個系統內運動。從統計物理角度考慮，定域粒子和非定域粒子的區別在于，根據量子力學的全同性原理，屬性（質量、電荷、自旋）相同的非定域粒子是無法識別的，而屬性相同的定域粒子卻可以根據其所處格點位置而加以識別。當然，若非定域粒子服從經典力學，即使是全同粒子，也可以從粒子運動的不同軌道來識別。
高溫下的氣體、金屬中的自由電子、黑體空腔中的光子都可近似為近獨立、非定域粒子系。低激發態對固體的低溫性質起主要作用，研究表明，固體的低激發態可以看成是一些近獨立、非定域的準粒子（聲子）的集合。近獨立、非定域粒子或準粒子組成的系統統稱為理想氣體。在5.5.1中已經說明，為了滿足微觀粒子全同性的要求，近獨立、非定域粒子系統的波函數必須具有對稱或反對稱性，即交換系統中任意一對粒子時，系統的波函數不變或僅改變代數符號。據此，可進一步將理想氣體分為兩類：波函數具有對稱性的理想氣體稱為玻色氣體，如光子氣和聲子氣；波函數具有反對稱性的理想氣體稱為費米氣體，如金屬中的自由電子氣。
晶體中的原子（或分子、離子）是定域粒子。研究固體的順磁性質時，往往忽略磁原子間的相互作用，即采用近獨立、定域粒子系模型。
研究鐵磁一順磁相變時，則必須考慮磁原子間的相互作用，所采用的模型（Ising模型，見9.3.1）是非近獨立、定域粒子系模型。