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统计力学

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2019年12月14日更新。到目前为止,我已经在哈佛大学教了三次本科生热力学。我已经把我的课堂笔记写成了一本书,而且把书发布在网上

以下是我现在拥有的部分:

一节课一节课的主题列表(2011年秋季)

ES 181中没有使用的注释

关于这一主题的许多书籍都列在了书的末尾熵的注释

我对热力学和统计物理书籍的评论

评论

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中国,

JP Sethna最近出版了一本关于统计力学的书。我发现它非常棒,特别是因为它将statmech与不同学科(黑洞与经济学)的相关性统一起来。其中有一章(转述后)"如何为任何事物建立朗道模型"这本书当然值得一读,尤其是对学生来说。在很长一段时间里,这本书在作者的网站上免费提供。链接出现在这里

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谢谢普拉迪。我刚从你指出的网站上下载了Sethna的书,用的就是这个链接.这本书看起来很有趣,但要求很高。

龚晓燕的照片

感谢两者。统计学广泛应用于耐久性领域。有没有人推荐这方面的好书?

志刚,有没有想过在书中加入耐久性一章?

龚晓燕博士

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们已经:

我没有系统地学习过统计学,无法推荐一本好书。这是我研究过的一本多佛的书:《统计学原理》,M.G.布尔默著.我刚刚注意到亚马逊上的读者评论非常棒。显然,其他人也从阅读中受益。

如果你想找点乐子,统计漫画指南可能会让你对这个主题有一个快速的概述。作为一本漫画书,这本书的内容很严肃。

也许其他的机械师会给你更多的建议。万博体育平台

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小燕,我推荐你Sivia的书贝叶斯数据分析,直观地了解数据/统计分析。它使用贝叶斯方法(概率是一种相信程度,总是有条件的),而不是经典的(频率论)方法。所有贝叶斯统计学派的支持者都一致推荐这本书,在阅读了该书的部分内容后,我得出了相同的结论。这本书很简洁(约200页),写得很好,以一种非常系统的方式来揭开学校教的标准统计的神秘面纱。以上链接为1996年版;我注意到新版(斯奇林是合著者)已经在2006年出版了,所以如果有人想买这本书的话,这可能是更好的选择。1996年版的审稿人的评论是可以得到的,因此我提供了一个链接。首先,我认为这样的工具可能与从可用的实验数据估计材料参数(例如,本构理论)有关。考虑到真实材料(结构、性质和响应)存在固有的可变性,这样的工具似乎是有用的。如果没有什么,它将为您提供新的视角,并表明除了经典统计(以及其中的许多特别测试)之外,还有其他方法来处理数据和不确定性。 In spite of my obvious bias, I hope this helps?

mohammedlamine的照片

你好,龚公公,

如果信度是已知的,你必须定义你的事件,然后识别相应的随机变量。在独立事件的情况下,用概率方法可以很容易地进行分析。在其他情况下,你需要使用条件概率。使用概率方法的书籍对应于您的应用程序。下学期,我将在campusvirtul .usthb.dz上发布我课程的第二部分“机械可靠性”。您可以找到可以计算任何系统可靠性的统计应用程序。

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我希望我知道。人们给了我关于这些学习笔记的热烈反馈,我写这些笔记是为了自学。对于一个学工程和科学的大学生来说,也许正确的起点是“孤立系统”这一节,这一节会提醒你什么是量子态,并告诉你统计力学的基本假设。

因此,整个统计力学就是基本假设的复杂应用的集合。第一个原型应用程序是Temperature的定义,您可以将此部分视为第二部分。这一节涉及到我们如何测量温度和基本的量,如热量和量子态的数量。这一节还提醒人们,温度应该与能量有相同的单位,而玻尔兹曼常数只是两个温度单位之间的转换因子,就像1.6是英里和公里之间的转换因子一样。这些单位是由人组成的,没有根本的意义。认为玻尔兹曼常数是自然的基本常数是对自然的滥用,也是对人的滥用。

然后你就可以开始阅读玻尔兹曼分布的部分了。

关于概率的部分是为那些想快速复习数学的人准备的,就像我们经常在固体力学课程开始时谈论张量一样,这是一种必要的邪恶。当然,概率论和张量论本身都是很美的学科。但没有必要让它们盖过机制,因为机制更漂亮。也许我应该把这一节列为附录。

然而,关于熵的部分可能是一个不必要的邪恶。你当然不需要它来阅读剩下的笔记。我把它插在概率后面,只是为了提醒大家熵是一个与任何概率分布相关的量。我不区分信息熵和热力学熵以及与掷骰子相关的熵。因为没有区别。熵是当你有概率分布时计算出来的一个数字。不多不少。在饭桌上,你可能会发现很多关于熵的东西给别人留下深刻印象。

这种情况很像对一个函数求导。这是一个数学运算:如果你有一个光滑的函数,你可以进行微分。你可能会在工程和经济学中做出有趣的应用,但没有必要区分工程师的差异化和经济学家的差异化。区别在于应用,而不是区别的概念本身。

综上所述,一个简单的阅读顺序是

  • 孤立的系统
  • 温度
  • 玻耳兹曼分布

看一眼概率来刷新你的记忆,在熵作为一个题外话。如果这些笔记有用就告诉我。

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你是否也可以用一些比Doc更便于携带的格式发布你的笔记,比如PDF?我的《医生》阅读器把符号搞得一团糟。

非常感谢,

Kaushik

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亲爱的考希克:非常感谢你的兴趣。我刚刚上传了pdf文件。

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亲爱的中国,

非常感谢你花时间把你的笔记转换成PDF。我对学习一些统计力学很感兴趣,但是通常的课本把我弄糊涂了。我希望你的力学观点对我来说更容易理解。

Kaushik

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亲爱的Kaushik:

我刚在我的课上教完这些部分先进的弹性.每个部分大致对应一个90分钟的讲座。我的课上没有包括概率和熵的部分。

这部分请慢慢来孤立系统在关于温度.一旦你看透了这两部分,也许热力学的神话就会消失。剩下的部分则是对相同理念的迷人和技术应用。

如果我的笔记对你没有帮助,请不要太失望。它们是为我自己在课堂上教授这门课而写的。我不确定它们是否能用于自学。

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亲爱的中国,

谢谢你的建议和警告。我可能会在阅读笔记的同时,补充一些适合自学的常规文本。

Kaushik

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Kaushik,如果你对连续介质力学的观点感兴趣,你可以看看Weiner的一本不太出名的书,《弹性统计力学》。它现在在多佛有售(25美元),在我看来是一颗真正的宝石。

前几章回顾了经典连续统力学和热力学,为第一次学习统计力学的力学家提供了一种很好的温暖模糊的感觉。万博体育平台我的一些学生,既上过物理的统计机械课程,也读过这本书,倾向于支持韦纳。

Kaushik Dayal的照片

谢谢你的推荐,Pradeep。

很有趣的是,现在工程学开设了统计力学课程。据我所知,统计力学包括物理学的基本课题——热力学、相变、重整化理论、流体力学等。然而,近年来,由于应用力学的兴起,人们对纳米力学产生了浓厚的兴趣,因此统计力学已被视为理解纳米尺度物体力学的基本背景。

以我为例,当我在德州大学读博士时,我选择了物理系提供的统计力学。在此期间,课程使用了当时授课的Linda E. Reichl编写的教材《统计物理的现代课程(ISBN 0-471-59520-9)》。Reichl的书不仅对物理专业的学生很有可读性,对工程专业的学生也很有可读性。

此外,我喜欢J. H. Weiner写的《弹性统计力学(ISBN 0-486-42260-7)》这本书。这本书包括热弹性、橡胶弹性、晶格、基本量子力学等主题。这本书很容易理解,没有任何物理背景,工程专业的学生。

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辛迪加

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