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全書共8章，內容包括：宏觀體系的特性、基本的幾率概念、多粒子體系的統計描述、熱相互作用、微觀理論與宏觀測量、經典近似中的正則分布、一般熱力學相互作用、輸運過程分子運動論基礎。各章的大量習題不僅可以加深對概念的理解，而且對統計物理學在其他領域的應用也頗有啟發。

適讀人群 ：高等院校物理學、 應用物理學專業或其他理工科專業師生
　　《伯克利物理學教程》中譯本自上世紀七十年代印行以來已過去三十多年。然而，即便如此，時至今日國內高校從事物理教學的教師和選修基礎物理課程的學生乃至研究生仍然感覺，由于本教程獨具匠心的內容編排體系，作為一家之言，無論是對基礎物理的教、學還是應用，以及對從事相關的研究工作而言，《伯克利物理學教程》依舊不失為一部極有閱讀、參考價值的優秀教程。令人遺憾的是，由于諸多歷史原因，曾經風靡一時的《伯克利物理學教程》如今在市面上已難覓其蹤影，加之原版本以英制單位為主，使其進一步的普及受到一定制約。而近幾年，國外陸續推出了該套教程的新版本——SI版（國際單位制版）。在此背景下，機械工業出版社決定重新正式引進本套教程，繼2014年推出本教程的英文影印版后，再次委托復旦大學、北京大學和南開大學的教授承擔翻譯修訂工作，推出了精裝中譯本（電磁學卷將于2017年出版），以饗讀者！希望這部原汁原味的經典著作能滿足物理教師的教學與研究之用！

前言
　　本書是《伯克利物理學教程》的最后一卷，專門研究由許多原子或分子組成的大型（即宏觀）體系，因而它為統計力學、分子運動論、熱力學及熱學等學科提供了入門課程。我所遵循的方法，既不是按照這些學科進展的歷史順序，也不是沿襲傳統的方式。我的目標是寧可采用現代的觀點，用盡可能系統和簡潔的方法闡明：原子論的基本概念如何導致明晰的理論框架，能夠描述和預言宏觀體系的性質。
　　在寫作這本書的過程中，我心目中的讀者是：他對這門學科沒有任何先入之見，在第一次遇到這門學科時只是從他學過基礎物理和原子性質的有利地位出發。因此，我選擇的敘述次序就是要對這樣的讀者有啟發作用，他打算自己去發現如何獲得宏觀體系的知識。在力求使敘述明晰和統一的過程中，我系統地闡述一個基本原理作為整個討論的基礎，這個原理指出，一個孤立體系有向最無規則狀況接近的趨向。盡管我限于集中闡述一些簡單的體系，但處理這些體系的方法是能廣泛應用并易于推廣的。尤其是，我在全書都試圖強調物理洞察力，也就是迅速而直接地了解有重要意義的那些關系的能力。因此我力求做到：詳細地討論物理概念，而不迷失于數學公式中；用簡單的例證說明普遍的抽象概念；對一些重要的量作出數值估計；把理論與由觀察和實驗得出的真實世界聯系起來。
　　我不得不極其細心地選擇本卷中應包括的題材。我的意圖是要強調那些最基本的概念，它們不但對于物理學工作者有用，也對化學、生物學或工科的讀者有用。“教學說明”概括說明了本書的結構和內容，并為教師和學生提供了若干指南。本書采用非傳統的講述次序，目的在于強調宏觀尺度的描述和原子尺度的描述之間的關系，然而卻并不一定要犧牲那些傳統的方法中所固有的優點。具體地講，值得提出下列幾個特點：
　�。�1）讀者學完第7章后（即便他略去了第6章），對于經典熱力學的基本原理與重要應用的理解程度，就應像他按傳統方式所學習到的一樣好。當然，關于熵的意義他將有更深入的理解，還會對統計物理學有相當深入的了解。
　�。�2）我在本書中曾特意強調，統計理論導出的某些結果，在內容上純粹是宏觀的，而且與我們對所研究體系的原子結構可能假定為什么樣的模型完全無關。這樣，書中就十分明顯地說明了經典熱力學的普適性以及與模型的無關性。
　�。�3）雖然按歷史敘述的方法極少能對某一學科提供最嚴格的或最有啟發性的闡述，但是熟悉一些科學概念的演變，還是有意義的，并且是有教益的。因此，本書中也有若干必要的評論，使學生對本學科的進展有某些理解。
　　學習本卷所需的前提，除了經典力學和電磁學的基本知識外，只需要懂得最簡單的原子論以及下列最初步的量子論知識：量子態和能級的意義，海森伯測不準原理，德布羅意波長，自旋的概念以及箱中的自由粒子問題。所需的數學工具不超過簡單的微分、積分和泰勒級數。掌握了《伯克利物理學教程》前幾卷（特別是第4卷）主要內容的讀者，當然為學習本書打下了充分的基礎。本書也能很好地用作任何其他現代基礎物理學教程的最后部分，就是說適用于二年級或二年級以上大學生水平的任何同類課程。
　　正如我在前言的開頭指出的，我的目標是充分闡述一門復雜學科的基礎，使它成為簡潔的、明晰且易于為初學學生所接受的教材。雖然這個目標是值得追求的，但是達到它卻是困難的。對我來說，寫這本書的確是一項艱巨而獨特的工作，它耗費了很多的時間，真使我感到精疲力盡。如果我知道自己已經足夠好地達到了我的目的，本書確實是有些用處的，也就算是對我的某種補償了。

F.Reif，1927年出生于澳大利亞，1953年畢業于哈佛大學，獲物理學博士學位。1960-1989年在加州大學伯克利分校物理系任教。除本書外，其另一本代表作Fundamentals of Statistical and Thermal Physics也深受廣大讀者歡迎，至今仍廣為流傳。

中譯本再版前言
“伯克利物理學教程” 序
“伯克利物理學教程” 原序（一）
“伯克利物理學教程” 原序（二）
出版說明
前言
教學說明
致謝
第1 章　宏觀體系的特性……………………………………………………………… 2
1.0.2 1　平衡中的漲落…………………………………………………………………… 4
1.0.2 2　不可逆性和趨近平衡…………………………………………………………… 12
1.0.2 3　其他例證………………………………………………………………………… 23
1.0.2 4　平衡情況的性質………………………………………………………………… 25
1.0.2 5　熱與溫度………………………………………………………………………… 29
1.0.2 6　典型的數值……………………………………………………………………… 33
1.0.2 7　宏觀物理的重要問題…………………………………………………………… 39
定義摘要……………………………………………………………………………… 42
建議的補充讀物……………………………………………………………………… 43
習題………………………………………………………………………………… 43
第2 章　基本的概率概念…………………………………………………………… 49
2.0.2 1　統計系綜………………………………………………………………………… 49
2.0.2 2　概率之間的基本關系…………………………………………………………… 55
2.0.2 3　二項式分布……………………………………………………………………… 57
2.0.2 4　平均值………………………………………………………………………… 65
2.0.2 5　自旋體系平均值的計算………………………………………………………… 70
2.0.2 6　連續的概率分布………………………………………………………………… 75
定義摘要……………………………………………………………………………… 79
重要關系式…………………………………………………………………………… 79
建議的補充讀物……………………………………………………………………… 80
習題………………………………………………………………………………… 80
第3 章　多粒子體系的統計描述…………………………………………………… 88
3.0.2 1　指定體系狀態…………………………………………………………………… 89
3.0.2 2　統計系綜………………………………………………………………………… 95
3.0.2 3　統計假設………………………………………………………………………… 97
3.0.2 4　概率計算……………………………………………………………………… 102
3.0.2 5　宏觀體系的可到達狀態數……………………………………………………… 103
3.0.2 6　約束、平衡和不可逆性………………………………………………………… 108
3.0.2 7　體系間的相互作用……………………………………………………………… 113
定義摘要…………………………………………………………………………… 118
重要關系式………………………………………………………………………… 119
建議的補充讀物……………………………………………………………………… 119
習題………………………………………………………………………………… 120
第4 章　熱相互作用………………………………………………………………… 125
4.0.2 1　宏觀體系間的能量分布………………………………………………………… 125
4.0.2 2　趨向熱平衡…………………………………………………………………… 130
4.0.2 3　溫度…………………………………………………………………………… 131
4.0.2 4　微小的熱轉移………………………………………………………………… 136
4.0.2 5　與熱庫接觸的體系……………………………………………………………… 137
4.0.2 6　順磁性………………………………………………………………………… 142
4.0.2 7　理想氣體的平均能量…………………………………………………………… 145
4.0.2 8　理想氣體的平均壓強…………………………………………………………… 149
定義摘要…………………………………………………………………………… 152
重要關系式………………………………………………………………………… 153
建議的補充讀物……………………………………………………………………… 153
習題………………………………………………………………………………… 154
第5 章　微觀理論與宏觀測量……………………………………………………… 166
5.0.2 1　絕對溫度的確定………………………………………………………………… 166
5.0.2 2　高和低的絕對溫度……………………………………………………………… 169
5.0.2 3　功、內能和熱………………………………………………………………… 172
5.0.2 4　熱容量………………………………………………………………………… 178
5.0.2 5　熵……………………………………………………………………………… 181
5.0.2 6　強度量和廣延量………………………………………………………………… 182
定義摘要…………………………………………………………………………… 183
重要關系式………………………………………………………………………… 184
建議的補充讀物……………………………………………………………………… 184
習題………………………………………………………………………………… 185
第6 章　經典近似中的正則分布…………………………………………………… 193
6.0.2 1　經典近似……………………………………………………………………… 193
6.0.2 2　麥克斯韋速度分布……………………………………………………………… 199
6.0.2 3　麥克斯韋分布的討論…………………………………………………………… 201
6.0.2 4　瀉流和分子束………………………………………………………………… 207
6.0.2 5　均分定理……………………………………………………………………… 211
6.0.2 6　均分定理的應用………………………………………………………………… 212
6.0.2 7　固體的比熱容………………………………………………………………… 214
定義摘要…………………………………………………………………………… 219
重要關系式………………………………………………………………………… 219
建議的補充讀物……………………………………………………………………… 219
習題………………………………………………………………………………… 220
第7 章　一般熱力學相互作用……………………………………………………… 228
7.0.2 1　狀態數與外參量的關系………………………………………………………… 228
7.0.2 2　適用于平衡時的一般關系……………………………………………………… 232
7.0.2 3　應用于理想氣體………………………………………………………………… 235
7.0.2 4　統計熱力學的基本表述………………………………………………………… 239
7.0.2 5　平衡條件……………………………………………………………………… 242
7.0.2 6　相平衡………………………………………………………………………… 247
7.0.2 7　無序向有序的轉變……………………………………………………………… 252
定義摘要…………………………………………………………………………… 258
重要關系式………………………………………………………………………… 258
建議的補充讀物……………………………………………………………………… 259
習題………………………………………………………………………………… 259
第8 章　輸運過程分子運動論基礎………………………………………………… 267
8.0.2 1　平均自由程…………………………………………………………………… 267
8.0.2 2　黏性與動量輸運………………………………………………………………… 270
8.0.2 3　熱導率與能量輸運……………………………………………………………… 276
8.0.2 4　自擴散與分子輸運……………………………………………………………… 279
8.0.2 5　電導率與電荷的輸運…………………………………………………………… 283
定義摘要…………………………………………………………………………… 285
重要關系式………………………………………………………………………… 285
建議的補充讀物……………………………………………………………………… 285
習題………………………………………………………………………………… 286
附錄…………………………………………………………………………………… 292
補充題………………………………………………………………………………… 309
數學符號……………………………………………………………………………… 313
希臘字母……………………………………………………………………………… 314
常數表………………………………………………………………………………… 315
習題答案……………………………………………………………………………… 316
索引…………………………………………………………………………………… 323

教學說明
　　本書的結構
　　本書分為三個主要部分，我將依次敘述。
　　A 預備性概念（第1、2章）
　　第1章：本章對本書所要探討的最基本的物理概念作定性介紹，使學生懂得宏觀體系的特點，并把學生的思考引向一條富有成效的路線。
　　第2章：本章在性質上更像數學，試圖使學生熟悉概率論的基本概念（假定學生預先并沒有幾率的觀念）。全章始終強調了系綜的概念，所舉的例子全都是物理上很有意義的情況。盡管本章是針對后面各章的應用而寫的，但所討論的幾率概念當然期望在更廣泛的范圍內都可以應用。
　　這兩章不必花太多時間。實際上，有些學生很可能已有足夠的基礎，已經熟悉了這兩章的部分內容。雖然如此，我明確地建議這樣的學生也不要跳過這兩章，而是把這兩章當作有益的復習。
　　B 基本理論（第3、4、5章）
　　這部分是本書的核心。實際上，本書主題邏輯上的及定量的發展是從第3章開始的（就這個意義上說，前兩章可以略去，但從教學效果來看，那是不明智的）。
　　第3章：本章討論如何用統計術語描述由許多粒子所組成的體系。本章還引進了統計理論的基本假設。學完這一章后，學生應當已經認識到：宏觀體系的定量理解，本質上說，取決于對體系可到達的狀態數的研究，但他還不可能看到這一認識具有多么有用的價值。
　　第4章：本章構成了實質上的核心內容。這章很自然地從研究兩個體系如何通過熱傳遞發生相互作用入手。但是，這一研究很快就導出了熵、絕對溫度、正則分布（即玻耳茲曼因子）等一些基本概念。到本章結束，學生就能處理一些很實際的問題了。事實上，他已懂得了如何由基本原理計算物質的順磁性質和理想氣體的壓強。
　　第5章：本章把理論的概念完全引到實際中來。因而本章討論如何把原子論與宏觀測量聯系起來，如何從實驗上確定一些物理量，例如絕對溫度、熵等。
　　授課時間十分緊迫的教師教完這五章就可結束，而不必感到惋惜。到此為止，學生應當已十分清楚地懂得了絕對溫度、熵和玻耳茲曼因子，即統計力學和熱力學的最基本的概念。（的確，至此尚未講到的唯一熱力學結果只是準靜態絕熱過程中熵保持不變。）我認為這樣本課程的基本目的已經達到了。
　　C 理論的詳盡闡述（第6、7、8章）
　　這一部分由彼此獨立的三章組成，在某種意義上，每一章都可以獨立存在，而不必以另外兩章為前提。并且在讀另一章之前只選用任一章的開頭幾節也是完全可行的。因此，任何教師都可利用這一靈活性以適應他自己的愛好或學生的興趣。其中第7章又是整個理論中最重要、最基本的一章，因為它完成了熱力學原理的討論。它也可能是對化學或生物學的學生最有用的一章。
　　第6章：這一章把近似經典概念引入統計描述中，從而討論正則分布的某些特別重要的應用。氣體分子的麥克斯韋速度分布及能量均分定理是本章的主要論題。作為例證的應用包括分子束、同位素分離及固體熱容等。
　　第7章：本章一開頭就證明在準靜態絕熱過程中熵保持不變。這就完成了熱力學定律的討論，然后對這些定律又以最普遍的形式加以總結。這一章還討論了幾個重要的應用：普遍平衡條件，包括吉布斯自由能的性質；相平衡；以及對熱機和生物有機體的意義。
　　第8章：最后一章打算闡述體系的非平衡性質。本章以最簡單的平均自由程論證處理稀薄氣體的輸運過程，也闡述了黏滯性、熱傳導、自擴散及電導等。
　　本書基本結構的闡述就到此為止。在伯克利進行教學的過程中，大約用了基礎物理學教學時間中最后四分之一中的八周時間，完成了本書主要內容的教學任務。
　　上面的概述清楚地表明，盡管本書的敘述方式是新穎的，但仍有自己嚴密的邏輯結構。
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