物理力學講義

在加州理工學院，錢學森開設了“物理力學”課程，編寫了“物理力學”講義。這一著作直到錢學森回國以後，才於1962年2月由科學出版社將其正式出版，命名為《物理力學講義》。

物理力學是一門新興的學科，它從物質的微觀結構出發，提供計算工程技術中所用介質和材料的熱力學性質的方法。錢學森是這門學科的開創者之一。錢學森關於物理力學的研究成果主要是在1950年到1955年在美國爭取返回祖國這一時期取得的。1946年他將稀薄氣體的物理、化學和力學特性結合起來研究，是先驅性的工作。他起初從事這項研究的目的，僅僅是為了搞清火箭發動機中氣體的物理和化學性能。因為這時氣體處於高温高壓的極端條件之下，這些性能參數無法用實驗手段測得。怎麼辦？他設想通過理論計算，獲得這些參數。他憑藉自己深厚的數學和物理根基，開始這項研究，並取得成果。

從《物理力學講義》初版至今已經有40多年了，為了推動這門學科的發展和工程應用，特將該書再版，稱為《物理力學講義》（新世紀版）。這次再版，對書中文字的個別差錯做了更正，科技符號、量和單位根據現行國家標準作了相應調整。書中有些計算過程採用了非法定計量單位，為體現原書風貌，不做改動。散發着油墨清香的《物理力學講義》（新世紀版）出版了，相信它的面世，會給廣大老讀者、新讀者以新的啓迪，增加對物理力學的瞭解和認識，促進這門學科在新世紀取得新的進展。

《物理力學講義》（新世紀版），錢學森編，上海交通大學出版社2007年8月第一版，58.00元物理力學是一門新興的學科，它從物質的微觀結構出發。提供計算機工程技術和所用介質和材料的熱力學性質的方法。 本書第1章緒論闡明瞭物力學的內容、觀點和方法，第2、第3、第4章是基礎原理，第5章到第9章分別處理氣體、固體的液體的熱力學性質，説明了從分子結構計算宏觀性質的方法，第10章到第13章處理各種輸運過程，像熱傳導、粘滯性、擴散、中子慢化及熱輻射等。

本書的特點是給出了明確具體而切實可行的計算方法，使得工程介質和材料的熱力學性質可以不完全依靠實驗就能確定。

第1章　緒論

1.1　什麼是物理力學?

1.2　物質的結構

1.3　原子半徑與分子結構

1.4　物質結構概念的應用

第2章　量子力學

2.1　薛定諤波動方程

2.2　振幅方程

2.3　波函數的物理意義

2.4　諧振子

2.5　點粒子的體系

2.6　氫原子

2.7 自由粒子

2.8　氫原子的內部動力學

2.9　類氫原子的能級

2.10　電子自旋

2.11　分子能級的分類

2.12　分子的波動方程

2.13　雙原子分子

2.14　U(r)的性質

2.15　剛性線轉子的簡單勢

2.16　莫爾斯勢

2.17　多原子分子

第3章　統計力學基礎

3.1　體系的系集

3.2　關於微觀性質的準備知識

3.3　一個系集狀態的一般性質

3.4　關於平均的規則

3.5　一個經典系集的描寫

3.6　可及性(主要是經典部分)

3.7　關於相似體系的系集的可及態對稱羣和反對稱羣

3.8　關於真實系集本徵函數的對稱類型

3.9　計算普通系集可及態的捷徑

3.10　關於定域系配容的計算

第4章　恆定體系系集的一般原理

4.1　權重

4.2　幾個簡單體系的狀態的權重

4.3　可及態(配容)的計算

4.4　兩組定域線性振子的系集

4.5　最陡下降法的簡單描述

4.6　平均值和統計温標

4.7　多自由度體系及退化體系

4.8　線性諧振子

4.9　二維及三維諧振子

4.10　沒有軸自旋的剛性轉子

4.11　有繞軸自旋的剛性轉子(對稱陀螺)

4.12　兩組非定域系組成的系集

4.13　數學推導

4.14　結果之摘要

4.15　退化體系

4.16　經典統計力學

4.17　無結構質點在盒子中的運動

4.18　系集的外作用力

4.19　統計力學與熱力學之間的關係

……

第5章　理想氣體

第6章　固體的熱學性質

第7章　固體的物態方程

第8章　非理想氣體

第9章　液體和稠密氣體

第10章　輸運過程的一般理論

第11章　粘滯性，擴散和熱傳導

第12章　中子的擴散和減速

第13章　熱輻射

附錄　物理常數表

編後記

1953年他正式提出物理力學概念，主張從物質的微觀規律確定其宏觀力學特性，改變過去只靠實驗測定力學性質的方法，大大節約了人力物力，並開拓了高温高壓流體力學的新領域。在此期間，錢學森發表了“液體特性”、“氣體在高温高壓下的熱力學性質”、“關於譜線吸收係數的某些積分的計算”等數篇論文。在加州理工學院，他開設了“物理力學”課程，編寫了“物理力學”講義。這一著作直到錢學森回國以後，才於1962年2月由科學出版社將其正式出版，命名為《物理力學講義》。

《物理力學講義》自出版以來，受到廣泛的重視和好評，中國科學技術大學等高校在上世紀60年代相繼開設了這門課程，培養了一批物理力學的青年工作隊伍。在工程實踐中，物理力學得到有效應用，藉助於近代物理學、物理化學、量子化學等學科成就，使設計人員在確定介質和材料時，工作效率明顯提高。