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第1章 牛顿力学1

1.1 运动律1

1.2 行星绕日和万有引力2

1.2.1 开普勒定律2

1.2.2 万有引力2

1.3 拉格朗日运动方程和广义坐标变换4

1.3.1 牛顿运动方程4

1.3.2 拉格朗日函数5

1.3.3 广义坐标5

1.3.4 变分法6

1.3.5 拉格朗日运动方程6

1.3.6 广义坐标变换7

1.4 哈密顿正则运动方程和正则变换7

1.4.1 哈密顿正则运动方程7

1.4.2 正则变换8

1.4.3 哈密-顿雅可比方程9

1.4.4 泊松括号10

习题11

第2章 麦克斯韦电磁理论21

2.1 电磁律21

2.1.1 麦克斯韦方程组21

2.1.2 电磁场能量守恒方程23

2.1.3 电磁场动量守恒方程23

2.1.4 电磁量的单位制25

2.2 电磁波的产生29

2.2.1 电磁场的矢势和标势29

2.2.2 波动方程29

2.2.3 推迟解30

2.2.4 辐射场31

2.2.5 多极矩展开31

2.2.6 电偶极矩辐射32

2.2.7 磁偶极辐射和电四极辐射33

2.2.8 辐射能流34

2.3 平面电磁波的反射和透射36

2.3.1 平面电磁波36

2.3.2 平面波的反射和折射37

2.3.3 平面波的偏振42

2.3.4 金属面上的折射和反射43

2.3.5 多层薄膜中的反射和透射45

2.4 极短波长近似（几何光学近似）46

2.4.1 程函方程46

2.4.2 光线微分方程47

2.4.3 评注48

习题48

第3章 洛伦兹电子论68

3.1 分子、原子、电子68

3.2 洛伦兹方程与麦克斯韦方程69

3.2.1 洛伦兹方程69

3.2.2 场量的平均值70

3.2.3 电荷密度和电流密度的意义71

3.3 洛伦兹-洛伦茨公式和简单色散理论74

3.3.1 洛伦兹力和电子的运动方程74

3.3.2 洛伦兹-洛伦茨公式75

3.3.3 简单色散理论77

3.4 运动点电荷的电磁场78

习题79

第4章 狭义相对论82

4.1 参考系82

4.2 光速实验和洛伦兹变换83

4.2.1 迈克耳孙-莫雷实验83

4.2.2 相对性原理84

4.2.3 洛伦兹变换及其推论85

4.3 闵可夫斯基四维时空和电磁律87

4.3.1 闵可夫斯基四维时空87

4.3.2 电磁场方程的四维形式87

4.3.3 电磁场的能量动量张量89

4.3.4 四维矢量和张量的变换性质92

4.3.5 运动介质中的洛伦兹方程94

4.4 相对论力学和质能关系94

4.4.1 四维速度94

4.4.2 电子的三维运动方程和能量方程95

4.4.3 质能关系96

4.4.4 闵可夫斯基运动方程96

4.4.5 辐射阻尼四维力97

4.4.6 点电荷的拉格朗日方程和哈密顿方程（三维形式）98

4.4.7 点电荷系的相互作用项100

习题102

第5章 气体动理论110

5.1 理想气体110

5.1.1 理想气体定律110

5.1.2 物理化学常量111

5.1.3 理想气体定律的气体动理论解释112

5.1.4 理想气体的热容114

5.2 玻尔兹曼方程115

5.2.1 玻尔兹曼方程的推导115

5.2.2 混合气体的玻尔兹曼方程117

5.2.3 流体力学方程的推导118

5.3 局部热力学平衡解124

5.3.1 玻尔兹曼方程的逐级近似求解124

5.3.2 零级近似解125

5.3.3 一级近似解127

5.3.4 输运系数130

习题132

第6章 液体动理论140

6.1 BBGKY级列140

6.1.1 刘维尔定理140

6.1.2 博戈留波夫级列方程141

6.1.3 玻恩-格林形式的级列方程142

6.1.4 玻尔兹曼方程的推导143

6.1.5 备注145

6.2 平衡态性质145

6.2.1 物态方程和径向分布函数146

6.2.2 内能的计算147

6.2.3 分子间力对压强的贡献147

6.2.4 硬球模型计算结果149

6.3 动理论与统计热力学的联系150

6.3.1 分子分布函数与位形配分函数150

6.3.2 理想气体的熵151

6.3.3 液体的热力学性质153

6.4 叠加近似的意义和改进途径155

第7章 统计热力学157

7.1 平衡态熵最大律157

7.1.1 系综平均157

7.1.2 正则系综157

7.1.3 巨正则系综159

7.1.4 理想气体的平衡性质161

7.1.5 统计系综之间的关系162

7.1.6 正则分布的极值性质163

7.1.7 熵最大与趋向平衡的方向163

7.1.8 几点评注164

7.2 混合理想气体和化学反应165

7.2.1 混合理想气体的热力学公式165

7.2.2 理想气体的化学反应166

7.3 晶体的热容和弹性171

7.3.1 晶格动力学171

7.3.2 晶体的热力学函数174

7.3.3 格林爱森物态方程174

7.3.4 晶体热容的德拜理论175

7.3.5 晶体的弹性179

7.4 系综平均值的偏差182

7.4.1 正则系综的能量涨落182

7.4.2 巨正则系综的分子数涨落183

7.5 相对论统计物理初步184

7.5.1 相对论流体力学184

7.5.2 相对论热力学187

7.5.3 相对论性理想气体190

习题191

第8章 随机运动200

8.1 朗之万方程200

8.1.1 朗之万方程200

8.1.2 随机变量的概率分布201

8.1.3 爱因斯坦关系203

8.2 福克尔-普朗克方程204

8.2.1 随机过程的概率描述204

8.2.2 福克尔-普朗克方程205

8.2.3 福克尔-普朗克方程的求解208

习题212

第9章 量子力学初步218

9.1 量子力学的产生218

9.1.1 发展简史218

9.1.2 黑体辐射220

9.1.3 原子结构和原子光谱226

9.1.4 玻尔对应原理227

9.1.5 矩阵力学228

9.1.6 波动力学232

9.1.7 波动力学与矩阵力学的数学等价234

9.2 谐振子和氢原子236

9.2.1 谐振子236

9.2.2 氢原子241

9.3 角动量和自旋248

9.3.1 轨道角动量248

9.3.2 广义角动量249

9.3.3 自旋角动量250

9.3.4 多电子系统的量子态252

9.4 氦原子255

9.4.1 波动方程255

9.4.2 微扰法256

9.4.3 变分法257

9.4.4 变分微扰法259

9.4.5 激发态262

习题263

第10章 碰撞和跃迁274

10.1 量子态的意义274

10.2 跃迁概率276

10.3 势散射279

10.3.1 一般描述279

10.3.2 玻恩近似280

10.3.3 散射看做跃迁281

10.3.4 分波法283

10.3.5 动量表象中的解284

10.4 全同粒子的散射285

10.5 多电子系统的辐射跃迁288

10.5.1 辐射场与多电子系统的相互作用288

10.5.2 辐射振子系统289

10.5.3 多电子与辐射振子的组合系统290

10.5.4 发射和吸收跃迁概率291

10.5.5 偶极近似和振子强度292

10.5.6 氢原子的跃迁概率和振子强度表295

习题296

第11章 原子分子等的近似处理302

11.1 电子运动与核运动的近似分离302

11.1.1 玻恩-奥本海默近似302

11.1.2 赫尔曼-费恩曼定理303

11.1.3 变分法304

11.2 多电子系统的单电子近似（一）305

11.2.1 单电子能级和自洽场方法305

11.2.2 哈特里-福克方程309

11.3 简单系统的近似处理313

11.3.1 原子间力（简单做法）313

11.3.2 两个电子系统的哈特里-福克（HF）近似323

11.3.3 氢分子的微扰和变分处理329

11.4 多电子系统的单电子近似（二）329

11.4.1 引言329

11.4.2 自洽场哈特里-福克方法330

11.4.3 斯莱特的Xα方法333

11.4.4 结束语337

第12章 相对论性电子理论339

12.1 狄拉克方程的建立339

12.1.1 相对论性处理339

12.1.2 狄拉克方程341

12.1.3 狄拉克矩阵（αx，αy，αz，αm）341

12.1.4 狄拉克旋量342

12.2 狄拉克方程的协变形式343

12.2.1 狄拉克矩阵（γμ）343

12.2.2 洛伦兹变换下的不变性344

12.3 自旋磁矩346

12.3.1 自旋的存在346

12.3.2 自旋磁矩348

12.4 相对论性修正350

12.4.1 波函数大小分量方程的严格求解350

12.4.2 相对论性修正351

12.4.3 自旋轨道耦合项352

12.4.4 多电子系统的哈密顿量352

12.5 类氢原子能级的精细结构353

12.5.1 类氢原子的狄拉克方程353

12.5.2 球面坐标下的p和l354

12.5.3 狄拉克的算符J355

12.5.4 类氢原子的波函数357

12.5.5 精细结构公式358

第13章 量子统计力学361

13.1 基本原理361

13.1.1 统计算符362

13.1.2 吉布斯分布364

13.1.3 热力学公式365

13.1.4 巨配分函数的微扰计算366

13.1.5 准经典近似369

13.2 量子理想气体375

13.2.1 量子统计分布375

13.2.2 连续谱近似376

13.2.3 弱简并性气体378

13.2.4 玻色-爱因斯坦凝聚379

13.2.5 巨配分函数的梅林变换表示380

13.2.6 电子气体的磁性381

13.3 非理想气体387

13.3.1 集团展开的一般评述387

13.3.2 量子第二位力系数391

13.3.3 经典第二位力系数的量子修正394

13.4 温度格林函数398

13.4.1 二次量子化398

13.4.2 温度格林函数402

13.4.3 超导电性的BCS理论406

13.5 密度泛函理论413

13.5.1 引言413

13.5.2 非零温密度泛函理论的基本定理414

13.5.3 托马斯-费米统计模型的基本理论420

13.5.4 量子统计模型425

13.6 超过HF近似的自洽场理论429

第14章 广义相对论引力理论433

14.1 历史简引433

14.2 广义相对论综合作用量原理——引力场作用量434

14.3 电磁场作用量与物质场作用量举例437

14.3.1 电磁场作用量437

14.3.2 物质连续分布作用量438

14.4 有限物质分布的弱引力非相对论近似441

14.5 谐和条件为物理条件444

14.6 电磁波在引力场中的传播（几何光学近似）447

14.7 引力场中原子能级和原子半径的变化450

14.7.1 推广的狄拉克方程和电子场作用量450

14.7.2 类氢原子半径和能级及发光频率的引力效应453

14.8 一个简单宇宙模型的哈勃红移454

习题457

附录 常用物理量单位和物理常量464

主题索引470

重排后记485