经典力学统计原理课件

经典力学统计原理经典力学统计原理经典力学统计原理经典力学+统计原理经典统计分布困难：1.熵2.多原子理想气体热容量从微观结构出发解释宏观性质：理想气体物态方程单原子理想气体热容量和内能原因：微观粒子本质上遵循量子力学规律，经典力学是宏观极限（）。量子力学+统计原理量子统计分布1．不确定关系2．能量量子化3．全同性原理第五章近独立粒子的量子统计1.粒子和系统的微观运动状态2.玻色分布和费米分布3.热力学量的统计表达式4.量子统计的经典极限5.弱简并量子理想气体6.玻色－爱因斯坦凝结7.光子气体8.自由电子气体前苏联教育学家赞可夫指出：学校的重要任务之一，就是坚持不懈地在全体学生包括学困生的发展上下工夫，使所有学生而不是特选的学生都得到最大限度的发展。在全面实施素质教育的今天，更应面向全体学生，使学生全面发展。由于种种原因，与城市初中相比，农村初中英语学困生的数量相对较多，如何提高这些学困生的英语学习成绩，需要教师不断研究探索学困生的心理及采取适当的策略。一、英语学困生的心理分析1.焦虑心理。新课程改革后，小学从三年级就开设了英语课，进入初中时，学生已有了一些英语基础，大都仍对英语抱有强烈的好奇心和浓厚的兴趣，但随着知识结构的加深，即表现出知识接受有深有浅，思维反应有快有慢，渐渐在学生身上出现差距。看到其他同学成绩优异，自己产生失落感，加之过重的课业负担及各方面的压力，估计自己的预期目标又不能实现，自信心、自尊心受挫，内疚和失落感增强，导致产生厌恶英语学习的心理。2.急躁心理。这种学生急于求成，“一口吃成胖子”，易冲动轻率而不慎重；粗心而不踏实，浅尝辄止，不求甚解，稍有成功，沾沾自喜，遇到挫折，烦躁不安，情绪一落万丈。3.畏难心理。有些学困生缺乏克服困难的精神，学习上一遇到困难或考试成绩不理想，就灰心丧气，成绩越来越差。4.自卑心理。不少学生进入初中后想学好英语，但随着知识的深入，他们感到茫然，有的甚至认为自己不是学习英语的料，缺乏竞争意识，缺少克服困难的信心和勇气，他们学习的原动力始终不足，只要稍遇到同学与教师的冷遇和批评，便觉得自己天生脑子笨、不开窍而自暴自弃。5.逆反心理。多数学困生学习是被动、不求上进的。如某件事没有得到同学的理解，老师的同情、关怀和帮助；或课堂上因做小动作，注意力不集中，受到老师的批评，就容易出现对立情绪，转而对英语产生逆反心理，厌恶英语学习，错误地认为这样是给老师难堪。6.孤独心理。由于教师教学采用“一言堂”的形式，学生的主体地位得不到尊重，学生自身的课堂活动参与面窄，整节课呆呆地坐着，尤其是那些学困生，更会觉得教师教学远离他们，愈发使他们与教师、同学的思想、语言沟通少，个人的交往动机、合作的愿望又未得到满足，久而久之，他们不敢大胆开口说英语，产生厌学情绪。根据上述表现，要提高英语学困生的学习热情，培养学习英语的兴趣，挖掘学困生的学习潜能，就要注意消除学困生的消极心理。二、消除英语学困生消极心理的适用策略1.加强师生间的情感沟通。情感是人对现实世界各种事物所抱的不同态度和不同体验。情感对个性心理特征和行为动机都有较大影响，是影响学习者行为和学习效果的重要因素。在教学双边活动中，师生同处一个教学情境，效果在很大程度上取决于双方关系的和谐与否。所以，教师要用现代的眼光对待现在的学困生，善于抓住他们的心理特点，不断缩短与他们的心理距离，把爱心、关心、诚心、专心都献给他们，用情感效应和人格力量对学困生进行教育。在情感交融的情况下，学困生一般会由“爱屋”而“及乌”，由“喜欢教师”到连带“喜欢教师所教的英语”，从而激发学习热情，积极主动地配合教师，加强学习，提高学习成绩。2.培养学习兴趣，强化学习动机。心理学的研究表明，兴趣是人积极探求某种事物的认识倾向，它激励人们去寻求知识，开阔视野，是学习自觉性的起点。英语学困生产生的主要原因之一就是对英语缺乏兴趣，所以要把学生从“要我学”转变为“我要学”，就需要教师持续不断地激发和培养学困生学习英语的兴趣。在教学方法上，精讲多练，多给学困生实践的机会。学困生实践的独立性和创造性越大，所产生的兴趣就越浓。在教学内容上，一是必须提供给学生尚未掌握的新知识，使他们感到学习的必要性；二是必须与旧知识保持联系，使他们有学会的可能性。对学困生要多表扬、鼓励，要及时肯定他们的进步，创造条件使他们不断获得新的成功，从而增强他们的信心，提高兴趣。时间一久，这些兴趣就会转化为强大的内部学习动机，使学生进行自觉、自主、有创造性思维的学习。3.营造和谐活泼的课堂气氛。当代教育家沙塔洛夫强调：“在课堂上应创造一种普遍相互尊重、精神上平等、心理上舒坦的气氛，这是每个教师的首要任务。”在课堂上，教师不必强调“师道尊严”，只需要运用幽默的语言、随和的教态和有效的引导调控技巧，使课堂既没有紧张的压力又没有放任自流的现象。学困生在和谐、放松的状态下学习，可以使思维进入最佳境界。心理学家和生物学家认为：放松状态是生物体富于生机和活力的状态，是脑细胞异常活跃的状态，也是主动性和创造力蓄势待发的状态。对学困生来说，压力和紧张阻碍了智力的正常发挥，而身心的放松有助于取得良好的学习效果。4.采用竞争机制。竞争是诱发进步的动力。为激发学困生的上进心，在其转化的过程中需要引入竞争。但是教师在“点拨”竞争的过程中，对学困生这种特殊对象要把握好度。首先，设定的竞争对手不要太强，否则学困生会因目标太高难以成功而放弃努力，甘居下游。其次，要善于对学习效果不理想或竞争失败的学困生进行不稳定归因，把评语由“你真差劲”改为“你很聪明，潜力很大，有希望在下次比赛中拿第一”，如此就会对学困生产生“期待效应”，从而保留他们进行下一轮较量的信心和勇气。5.运用情景教学法教学。情景教学法是现代英语教学的一种重要方法。在英语教学中采用情景交际法，有利于各种语言材料的操练、记忆和运用，有利于激发兴趣，有利于应用直观教学手段，活跃课堂气氛，缩短教学过程。因此，我们要运用多种多样的方法设置情景，为学生创造语言学习环境。在教学中，要积极运用实物巧设情景、生活呈现情景、动作演示情景、语言描述情景、对话导入情景、图画烘托情景、电教模拟情景，争取做到情景教学为语言学习和运用服务。这不仅为学困生创造了大量的实践和训练机会，而且可以保持、发展、深化他们对英语学习的兴趣。6.运用直观形象的教学手段。充分利用一切手段，加强教学的直观性和形象性。录音机、电视机、投影仪、计算机多媒体等设备产生的声、光、像、图、影等直接作用于感官，可以使学生得到生动形象的刺激和吸引，因而容易开启学困生兴趣和智慧的闸门。7.传授学困生学习方法。科学的学习方法可以大幅度提高知识的摄取速度，是开启智慧之门的金钥匙。当代科学研究表明：学习效果=50%学习策略+40%努力程度+10%智商。学生成绩差的主要原因之一是学习方法不当。所以教师不仅要传授知识，还要进行学法指导，“授之于渔”，使学生终身受益。前人总结了很多学习方法和技巧，像快速学习法、超级学习法、暗示学习法、全脑学习法和综合学习法等；还有一些学习技巧，如笔记法、记忆法、时间运筹法、作业法、阅读法，等等。教师要根据学困生的个人学习和思维特点，恰当地指导他们借鉴和运用，并帮助他们形成适合自己的一套学习方法。8.及时进行个别辅导。辅导是教学工作的组成部分，既能提高教学质量，又能密切师生关系。及时辅导对学困生来说尤为重要。他们自卑感强，不愿问老师，时间长了，疑点越来越多，自然就学不懂了。如果发现问题后，教师及时进行面对面讲解，学生不仅学到了知识，而且感受到了教师对自己的关心，会使学生产生强大的内驱力，达到事半功倍的效果。9.开展课外英语活动。要积极开展第二课堂，组织学困生和学优生一起根据课文内容编写短剧、小品等；收集外国邮票、幽默；收听收看英语节目；开展英语书法、手抄报、朗读、表演比赛；举办英语角、英语晚会，等等，以此开发学生的非智力因素，发展学困生的个性特长。这样在集体活动中、不知不觉间，注意力集中、记忆力强、思维敏捷、想象力丰富、观察敏锐、兴趣广泛、情绪稳定、意志顽强、心胸豁达等优秀的品质便潜移默化于每个学困生的身上。英语学困生的转化工作，是一项艰巨而且细致的工作。英语教师不仅要促成英语学困生心理的转变，而且要着力于实际能力的培养。笔者认为要关心每个英语学困生的学习情绪，必须调动他们的学习积极性，引导他们放低起点，消除学习上的消极心理，从而使每个英语学困生都得到提高和发展。小学语文教学应返璞归真，力求扎扎实实地打好听、说、读、写的基础。《语文课程标准》指出：“写字教学要重视对学生写字姿势的指导，引导学生掌握基本的书写技能，掌握汉字的基本笔画和常用的偏旁部首，能按顺序规则写字，注意间架结构，养成良好的书写习惯，书写规范、端正、整洁。初步感受汉字的形体美。”笔者通过多年的教学实践、探索，深切体会到，在语文教学中，写字教学是，从低年级开始，引导教育学生写好字，对整个一生的学习、成长，养成良好的习惯具有十分重要而深远的意义。一.写字教学是对学生进行爱国主义、集体主义教育的有效途径书法是中华民族文化艺术中的瑰宝，继承和发扬书法艺术就是热爱祖国民族文化、热爱中华的表现。因此，在写字教学中有意识地渗透这方面的内容是十分有效的。因为书法作品的书法内容，很多都是古今的名家、名作、名言，其间也包括众多爱国主义方面的内容。重点讲一些爱国者的事迹，让学生了解一下他们的精神精髓，了解一些书法史，乃至历史发展的进程，对于帮助学生认清历史，树立为建设祖国做贡献的伟大理想是很有益处的。每一个汉字，它都是由不同的笔画排列组合而成的，它是一个“集体”，哪一笔的位置、长短、方向不对，都会影响到这个“集体”，要把字写得规范、漂亮，必须正确处理好每一笔画。再说，一副书法作品也是一个“集体”，如果其间那一个字与其它字不协调，也会影响到整幅作品的美观、价值。因而在进行写字教学的同时，无形之中也渗透着对学生集体主义的教育。二.写字教学有利于培养学生吃苦耐劳和持之以恒的品质字无百日功。要写好字，没有经常性的、一定量的、反复的练习是很难有进步的。明朝倪苏门在《书法论》中曾说：“凡欲学书之人，功夫分作三段：初段要专一，次段要广，三段要脱化。每段要三、五年，火候方足。”清代书法家梁章锯说得好，学书须“耐性为之，久久自有功效。”书山有路勤为径，要学好书法，写好字，必须勤奋、刻苦，注重基本功的练习。我在教学生练字时，开始积极性很高，但在反反复复地进行横平竖直、撇捺有度的练习，就慢慢厌烦起来，觉得枯燥、乏味。其实，这个时期正是考验学生持之以恒品质的关键，学生在学书过程中还常常会出现进步中的暂时“停滞”现象，导致了心灰、劲懈的情绪。其实这个“停滞”正是跃上新台阶的的标志，此时就更需要有一种迎难而上、坚韧不拔的的恒心，静下心来，好好地总结、分析，再加上老师的适时点拨指导，一旦走出了这个“停滞”的困境，就会出现“柳暗花明又一村”的新局面。三.写字教学有益于学生良好的审美习惯和情趣的培养一副优美的书法作品，总有许多的可取之处和美。书法，作为一门古典艺术，概括起来它有八美，即笔法美、色调美、结构美、章法美、形象美、力感美、神彩美。所以教会学生如何去观察美、品味美、感悟美，受到美的熏陶就显得十分重要。而更重要的是鼓励学生用自己的的双手，用自己手中的笔去进行美的创造。四.写字教学塑造了学生高尚的道德品质和崇高的精神世界黄庭坚说过：“学书须要胸中有道义，又广之以圣哲之学，学乃可贵。”柳公权也说过：“心正则笔正。”要学好书法，写好字，首先要学会做人，注重道德品质的培养。欲求书作之高雅，必先得又人品之高雅。很难想象，一个马虎大意、心浮气躁的人能写出一手工整、隽永的书法来，而只能信手涂鸦罢了。练习写字，必须静下心来，坐的下来，须得有耐心、信心、决心、恒心。书法也是用来修身养性的，而修身养性为的是更好地学习、工作、做人。五.写字教学要培养学生的书写技能书写的基本内容和技能包括坐的姿势、握笔姿势、运笔动作、笔画形状和名称、笔顺规则、字的结构比例等，要求做到正确、端正、规范，有一定的速度，行款整齐。老师对书写基本知识和技能要有意识地做详细的讲解和必要的示范，让学生掌握一画或一笔是指笔在纸上所作的连续运动，笔离开纸后再接触纸面重行运动，便属于另一画了。此外，为了避免学生疲劳，练字时间应做正确分配，分时练习胜于集中练习，练习次数宜多，但每次练习的时间不宜过长，培养学生循序渐进，逐步提高。总之，汉字是中华民族智慧的结晶，写好汉字是每个中国人基本素养的重要标志。在新课改的形势下，全面提高学生综合素养必须从写字抓起，不断激发书写兴趣，培养习惯，注重指导，加强训练，不断提高学生的书写能力。经典力学统计原理经典力学统计原理经典力学统计原理经典力学+统1经典力学+统计原理经典统计分布困难：1.熵2.多原子理想气体热容量从微观结构出发解释宏观性质：理想气体物态方程单原子理想气体热容量和内能原因：微观粒子本质上遵循量子力学规律，经典力学是宏观极限（）。量子力学+统计原理量子统计分布1．不确定关系2．能量量子化3．全同性原理经典力学+统计原理经典统计分布困难：1.熵2.2经典力学统计原理课件3经典力学统计原理课件4经典力学统计原理课件5经典力学统计原理课件6空间体积元中的量子态数一个量子态在空间对应的体积不确定关系相格大小动量空间球坐标动量大小在范围内的可能状态数能量在范围内的可能状态数空间体积元中的量子态数一个量子态在空间7态密度单位能量间隔内的可能状态数例2一维体系中自由粒子的态密度动量在范围内的可能状态数动量大小在范围内的可能状态数能量在范围内的可能状态数影响态密度的因素维度态密度单位能量间隔内的可能状态数例2一维体系中自由粒8例3一维谐振子例4自旋粒子除了轨道运动，还有自旋运动，具有自旋角动量。电子、质子、中子光子介子自旋磁量子数描述自旋状态。自旋对态密度贡献因子例3一维谐振子例4自旋粒子除了轨道运动，还有自旋运动92.系统微观运动状态经典全同粒子可以通过跟踪轨道运动加以分辨。量子全同粒子不可分辨，任意交换一对粒子，不改变系统的微观运动状态。——全同性原理确定系统微观状态必须确定每个粒子的运动状态。确定系统微观状态就是确定每个单体量子态上的粒子数。量子粒子占据单体量子态的规律：玻色子为整数单体量子态上的粒子数不受限制。费米子为半整数单体量子态上的粒子数最多为1。泡利不相容原理2.系统微观运动状态经典全同粒子可以通过跟踪轨道运动加以分10玻色子：光子、介子及由玻色子或偶数个费米子组成的复合粒子。费米子：电子、质子、中子及由奇数个费米子组成的复合粒子。定域子：固体中的原子、离子，在各自平衡位置附近作微振动，波函数几乎不交叠，可用位置加以分辨。例42个粒子占据3个单体量子态的微观状态数量子态1量子态2量子态3定域子玻色子：光子、介子及由玻色子或偶数个费米子组成的复合粒子。费11量子态1量子态2量子态3玻色子量子态1量子态2量子态3费米子量子态1量子态2量子态3玻色子量子态12对不可区分的粒子，一个微观状态对应一种分布。多个微观状态对应一种分布。§5.2玻色分布和费米分布1.粒子按能级的分布…能级简并度粒子数由全同近独立玻色和费米子组成系统的平衡态最概然分布按状态的分布对不可区分的粒子，一个微观状态对应一种分布。多13例52个粒子占据2个能级（3个单体量子态）的分布和微观状态定域子2,01,10,22,0,01,1,01,0,10,2,00,1,10,0,2例52个粒子占据2个能级（3个单体量子态）的分布和微观状14玻色子2，01，10，2费米子1，10，22,0,01,1,00,2,00,1,10,0,21,0,11,1,01,0,10,1,1玻色子2，01，10，2费米子1，10，22,0,01,152.分布对应的系统微观状态数定域子组成的玻耳兹曼系统：费米系统：玻色系统：2.分布对应的系统微观状态数定域子组成的玻耳16经典极限：单体量子态的平均粒子数远小于1。——非简并性条件各粒子占据不同的量子态，但任意两个粒子交换量子态，不影响微观状态。个处于不同量子态上的粒子交换量子态的总方式数为。经典极限：单体量子态的平均粒子数远小于1。各粒子占据不同的量173.粒子按能级分布的推导孤立系统约束条件假设3.粒子按能级分布的推导孤立系统约束条件假设18经典力学统计原理课件19粒子按量子态的分布§5.3热力学量的统计表达式和看作已知参量巨配分函数粒子按量子态的分布§5.3热力学量的统计表达式和20一个粒子的化学势开系一个粒子的化学势开系21平衡态巨热力势平衡态巨热力势22§5.4量子统计的经典极限1.非简并性条件§5.4量子统计的经典极限1.非简并性条件23温度愈高，密度愈低，分子质量愈大，非简并性条件愈易满足。热运动的平均德布罗意波长平均热波长远小于粒子平均距离，波动性不显著，过渡到经典极限。满足以上条件，可用玻耳兹曼统计；否则必须采用量子统计。除低温下的He，一般气体满足非简并性条件。2.单原子分子理想气体的熵经典统计温度愈高，密度愈低，分子质量愈大，非简并性条件愈易满足。热运24不确定关系全同性原理绝对熵——不含任意熵常数，是广延量。化学势不确定关系全同性原理绝对熵——不含任意熵常数，是广延量。化学253.双原子分子理想气体的内能和热容量经典统计能量均分定理：每个独立平方项对内能和热容量的贡献分别为和。实验结果：常温下，分析：经典状态（能量）连续，积分量子状态（能量）量子化，求和仅当能量准连续时，求和可以过渡为积分，得到能量均分定理。3.双原子分子理想气体的内能和热容量经典统计能量均分定理：26经典力学统计原理课件27常温下，，平动能级准连续。常温下，，平动能级准连续28转动特征温度常温下，，转动能级准连续。与经典结果（取相格大小为）一致。转动特征温度常温下，，转动能29零点能热激发能振动特征温度常温下，，振动能级显著分立。热运动能量远低于能级间隔，不足以激发振子，振动自由度不参与能量均分。零点能热激发能振动特征温度常温下，30高温极限能级间隔相比热运动能量可以忽略，过渡到经典情形。原子的内部自由度——电子相对核的运动原子热激发特征温度常温下电子冻结在基态，不参与热运动。高温极限能级间隔相比热运动能量可以忽略，过渡到经典情形。原子314.固体热容量个自由度的微振动系统引入简正坐标对角化，相当于个独立一维谐振子。经典理论结果一维振子有2个独立平方项实验结果常温和高温杜隆－珀蒂定律低温问题：1．低温区理论与实验不符？2．非低温区自由电子对热容量无贡献？4.固体热容量个自由度的微振动系统引入简正坐标对角化，相当32量子理论结果定域子系统爱因斯坦理论个振子频率相同爱因斯坦特征温度高温低温量子理论结果定域子系统爱因斯坦理论个振子频率相同爱因斯坦特征33低温区实验结果与理论定性符合。爱因斯坦模型：1．成功——振子能量量子化2．缺陷——简正频率相同假设非金属金属低温区实验结果与理论定性符合。爱因斯坦模型：非金属金属34小结：1．微观粒子系统原则上遵循量子统计分布。2．对定域子系统和满足经典极限条件的非定域子系统，玻耳兹曼统计适用。不确定关系相格大小能量量子化能量均分定理仅适用于能级间隔远小于热运动能量的情形。全同性原理非简并的非定域系统3．不满足经典极限条件的量子多粒子系统必须采用玻色和费米统计。小结：1．微观粒子系统原则上遵循量子统计分布。2．对定域子系35§5.5弱简并量子理想气体经典极限条件弱简并气体小量但不可忽略自旋简并度分部积分§5.5弱简并量子理想气体经典极限条件弱简并气体小量但不可36经典力学统计原理课件37全同性原理引起的量子统计关联费米系统排斥玻色系统吸引全同性原理引起的量子统计关联费米系统排斥玻色系统吸引38§5.6光子气体热辐射物体热运动产生的电磁辐射平衡辐射辐射体对电磁波的吸收和发射达到平衡。又称黑体辐射。电磁辐射具有波粒二象性：波动——电磁波粒子——光子电磁辐射——光子气体，服从玻色统计偏振自旋左右圆偏振§5.6光子气体热辐射物体热运动产生的电磁辐射平衡辐射39光子数不守恒动量大小范围内的光子量子态数频率范围内的光子量子态数平均光子数频率范围内的内能密度普朗克公式（1900）平衡辐射能密度及其频率分布仅取决于温度，与辐射体其他特性无关。——基尔霍夫定律光子数不守恒动量大小范围内的光子量子态数频率范围内的光子量子40低频瑞利－金斯公式高频经典统计结果维恩公式斯特藩－玻耳兹曼定律低频瑞利－金斯公式高频经典统计结果维恩公式斯特藩－玻耳兹曼定41内能密度分布极大值维恩位移定律绝对熵内能密度分布极大值维恩位移定律绝对熵42§5.7金属中的自由电子气体NaNa+Na+Na+Na+Na+Na+e价电子电离库仑作用使离子和电离电子（公有化电子）结合成固体。§5.7金属中的自由电子气体NaNa+Na+Na+Na+N43用平均势场代替周期势。电子吸引离子，排斥其他电子，在周围形成正电荷云，屏蔽电子间的作用。初级近似中，把公有化电子看作近独立粒子。——自由电子气模型经典统计一个自由电子对热容量的贡献实验结果常温下，电子热容量与离子相比可忽略。低温用平均势场代替周期势。电子吸引离子，排斥其他电子，在周围形44分析：能量量子化引起？玻耳兹曼分布适用？63Cu金属中的电子气是强简并气体，必须采用费米统计。分析：能量量子化引起？玻耳兹曼分布适用？63Cu金属中的电子45费米能级——零温时电子占据的最高能级费米动量费米面费米球Cu费米温度常温费米能级——零温时电子占据的最高能级费米动量费米面费米球Cu46附近能量范围内的分布发生改变。简并压：来自全同性原理和高密度Cu零温系统处于基态，量子态完全确定。费米面“模糊化”附近能量范围内的分布发生改变。简47附近能量范围内的电子参与热激发，对热容量有贡献。常温热容量定量计算：附近能量范围内的电子参与热激发，48经典力学统计原理课件49低温实验规律电子离子温度愈低，电子贡献愈主要。Cu正电荷云包围的准电子低温实验规律电子离子温度愈低，电子贡献愈主要。Cu正电荷云包50§5.8顺磁性固体磁性离子组成的近独立定域子系统总角动量量子数磁量子数离子磁矩沿磁场方向的分量磁矩在磁场中的能量§5.8顺磁性固体磁性离子组成的近独立定域子系统总角动量量51总感应磁矩磁化强度概率分布总感应磁矩磁化强度概率分布52强场或低温极限饱和磁化弱场或高温极限居里定律离子固有磁矩强场或低温极限饱和磁化弱场或高温极限居里定律离子固有磁矩53§5.9负温度问题：1．何谓负温度？2．如何实现负温度？§5.9负温度问题：1．何谓负温度？2．如何实现负温度？54分布示意图正温状态，低能级粒子数多。负温状态，粒子数反转。负温状态，熵随内能增大而减小。分布示意图正温状态，低能级粒子数多。负温状态，粒子数反转。负55绝对温度可正可负，负温高于正温。LiF晶体原子核自旋磁矩相互作用弛豫时间核磁矩与晶格相互作用弛豫时间令磁场快速反向，核磁矩系统在短时间内达到平衡，获得负温状态。负温状态只能短暂保持。与晶格相互作用使核磁矩能量转化为晶格振动能量，回到正温状态。1．负温系统粒子能量必须有上界。无粒子能量上界的系统粒子数反转所需的能量为无限大，不可能实现负温状态。2．负温系统必须与正温系统隔绝，或自身达到平衡的弛豫时间远小于与正温系统达到平衡的弛豫时间。绝对温度可正可负，负温高于正温。LiF晶体原子核自旋磁矩相互5651、天下之事常成于困约，而败于奢靡。——陆游

52、生命不等于是呼吸，生命是活动。——卢梭

53、伟大的事业，需要决心，能力，组织和责任感。——易卜生

54、唯书籍不朽。——乔特

55、为中华之崛起而读书。——周恩来谢谢！51、天下之事常成于困约，而败于奢靡。——陆游

52、57经典力学统计原理经典力学统计原理经典力学统计原理经典力学+统计原理经典统计分布困难：1.熵2.多原子理想气体热容量从微观结构出发解释宏观性质：理想气体物态方程单原子理想气体热容量和内能原因：微观粒子本质上遵循量子力学规律，经典力学是宏观极限（）。量子力学+统计原理量子统计分布1．不确定关系2．能量量子化3．全同性原理第五章近独立粒子的量子统计1.粒子和系统的微观运动状态2.玻色分布和费米分布3.热力学量的统计表达式4.量子统计的经典极限5.弱简并量子理想气体6.玻色－爱因斯坦凝结7.光子气体8.自由电子气体前苏联教育学家赞可夫指出：学校的重要任务之一，就是坚持不懈地在全体学生包括学困生的发展上下工夫，使所有学生而不是特选的学生都得到最大限度的发展。在全面实施素质教育的今天，更应面向全体学生，使学生全面发展。由于种种原因，与城市初中相比，农村初中英语学困生的数量相对较多，如何提高这些学困生的英语学习成绩，需要教师不断研究探索学困生的心理及采取适当的策略。一、英语学困生的心理分析1.焦虑心理。新课程改革后，小学从三年级就开设了英语课，进入初中时，学生已有了一些英语基础，大都仍对英语抱有强烈的好奇心和浓厚的兴趣，但随着知识结构的加深，即表现出知识接受有深有浅，思维反应有快有慢，渐渐在学生身上出现差距。看到其他同学成绩优异，自己产生失落感，加之过重的课业负担及各方面的压力，估计自己的预期目标又不能实现，自信心、自尊心受挫，内疚和失落感增强，导致产生厌恶英语学习的心理。2.急躁心理。这种学生急于求成，“一口吃成胖子”，易冲动轻率而不慎重；粗心而不踏实，浅尝辄止，不求甚解，稍有成功，沾沾自喜，遇到挫折，烦躁不安，情绪一落万丈。3.畏难心理。有些学困生缺乏克服困难的精神，学习上一遇到困难或考试成绩不理想，就灰心丧气，成绩越来越差。4.自卑心理。不少学生进入初中后想学好英语，但随着知识的深入，他们感到茫然，有的甚至认为自己不是学习英语的料，缺乏竞争意识，缺少克服困难的信心和勇气，他们学习的原动力始终不足，只要稍遇到同学与教师的冷遇和批评，便觉得自己天生脑子笨、不开窍而自暴自弃。5.逆反心理。多数学困生学习是被动、不求上进的。如某件事没有得到同学的理解，老师的同情、关怀和帮助；或课堂上因做小动作，注意力不集中，受到老师的批评，就容易出现对立情绪，转而对英语产生逆反心理，厌恶英语学习，错误地认为这样是给老师难堪。6.孤独心理。由于教师教学采用“一言堂”的形式，学生的主体地位得不到尊重，学生自身的课堂活动参与面窄，整节课呆呆地坐着，尤其是那些学困生，更会觉得教师教学远离他们，愈发使他们与教师、同学的思想、语言沟通少，个人的交往动机、合作的愿望又未得到满足，久而久之，他们不敢大胆开口说英语，产生厌学情绪。根据上述表现，要提高英语学困生的学习热情，培养学习英语的兴趣，挖掘学困生的学习潜能，就要注意消除学困生的消极心理。二、消除英语学困生消极心理的适用策略1.加强师生间的情感沟通。情感是人对现实世界各种事物所抱的不同态度和不同体验。情感对个性心理特征和行为动机都有较大影响，是影响学习者行为和学习效果的重要因素。在教学双边活动中，师生同处一个教学情境，效果在很大程度上取决于双方关系的和谐与否。所以，教师要用现代的眼光对待现在的学困生，善于抓住他们的心理特点，不断缩短与他们的心理距离，把爱心、关心、诚心、专心都献给他们，用情感效应和人格力量对学困生进行教育。在情感交融的情况下，学困生一般会由“爱屋”而“及乌”，由“喜欢教师”到连带“喜欢教师所教的英语”，从而激发学习热情，积极主动地配合教师，加强学习，提高学习成绩。2.培养学习兴趣，强化学习动机。心理学的研究表明，兴趣是人积极探求某种事物的认识倾向，它激励人们去寻求知识，开阔视野，是学习自觉性的起点。英语学困生产生的主要原因之一就是对英语缺乏兴趣，所以要把学生从“要我学”转变为“我要学”，就需要教师持续不断地激发和培养学困生学习英语的兴趣。在教学方法上，精讲多练，多给学困生实践的机会。学困生实践的独立性和创造性越大，所产生的兴趣就越浓。在教学内容上，一是必须提供给学生尚未掌握的新知识，使他们感到学习的必要性；二是必须与旧知识保持联系，使他们有学会的可能性。对学困生要多表扬、鼓励，要及时肯定他们的进步，创造条件使他们不断获得新的成功，从而增强他们的信心，提高兴趣。时间一久，这些兴趣就会转化为强大的内部学习动机，使学生进行自觉、自主、有创造性思维的学习。3.营造和谐活泼的课堂气氛。当代教育家沙塔洛夫强调：“在课堂上应创造一种普遍相互尊重、精神上平等、心理上舒坦的气氛，这是每个教师的首要任务。”在课堂上，教师不必强调“师道尊严”，只需要运用幽默的语言、随和的教态和有效的引导调控技巧，使课堂既没有紧张的压力又没有放任自流的现象。学困生在和谐、放松的状态下学习，可以使思维进入最佳境界。心理学家和生物学家认为：放松状态是生物体富于生机和活力的状态，是脑细胞异常活跃的状态，也是主动性和创造力蓄势待发的状态。对学困生来说，压力和紧张阻碍了智力的正常发挥，而身心的放松有助于取得良好的学习效果。4.采用竞争机制。竞争是诱发进步的动力。为激发学困生的上进心，在其转化的过程中需要引入竞争。但是教师在“点拨”竞争的过程中，对学困生这种特殊对象要把握好度。首先，设定的竞争对手不要太强，否则学困生会因目标太高难以成功而放弃努力，甘居下游。其次，要善于对学习效果不理想或竞争失败的学困生进行不稳定归因，把评语由“你真差劲”改为“你很聪明，潜力很大，有希望在下次比赛中拿第一”，如此就会对学困生产生“期待效应”，从而保留他们进行下一轮较量的信心和勇气。5.运用情景教学法教学。情景教学法是现代英语教学的一种重要方法。在英语教学中采用情景交际法，有利于各种语言材料的操练、记忆和运用，有利于激发兴趣，有利于应用直观教学手段，活跃课堂气氛，缩短教学过程。因此，我们要运用多种多样的方法设置情景，为学生创造语言学习环境。在教学中，要积极运用实物巧设情景、生活呈现情景、动作演示情景、语言描述情景、对话导入情景、图画烘托情景、电教模拟情景，争取做到情景教学为语言学习和运用服务。这不仅为学困生创造了大量的实践和训练机会，而且可以保持、发展、深化他们对英语学习的兴趣。6.运用直观形象的教学手段。充分利用一切手段，加强教学的直观性和形象性。录音机、电视机、投影仪、计算机多媒体等设备产生的声、光、像、图、影等直接作用于感官，可以使学生得到生动形象的刺激和吸引，因而容易开启学困生兴趣和智慧的闸门。7.传授学困生学习方法。科学的学习方法可以大幅度提高知识的摄取速度，是开启智慧之门的金钥匙。当代科学研究表明：学习效果=50%学习策略+40%努力程度+10%智商。学生成绩差的主要原因之一是学习方法不当。所以教师不仅要传授知识，还要进行学法指导，“授之于渔”，使学生终身受益。前人总结了很多学习方法和技巧，像快速学习法、超级学习法、暗示学习法、全脑学习法和综合学习法等；还有一些学习技巧，如笔记法、记忆法、时间运筹法、作业法、阅读法，等等。教师要根据学困生的个人学习和思维特点，恰当地指导他们借鉴和运用，并帮助他们形成适合自己的一套学习方法。8.及时进行个别辅导。辅导是教学工作的组成部分，既能提高教学质量，又能密切师生关系。及时辅导对学困生来说尤为重要。他们自卑感强，不愿问老师，时间长了，疑点越来越多，自然就学不懂了。如果发现问题后，教师及时进行面对面讲解，学生不仅学到了知识，而且感受到了教师对自己的关心，会使学生产生强大的内驱力，达到事半功倍的效果。9.开展课外英语活动。要积极开展第二课堂，组织学困生和学优生一起根据课文内容编写短剧、小品等；收集外国邮票、幽默；收听收看英语节目；开展英语书法、手抄报、朗读、表演比赛；举办英语角、英语晚会，等等，以此开发学生的非智力因素，发展学困生的个性特长。这样在集体活动中、不知不觉间，注意力集中、记忆力强、思维敏捷、想象力丰富、观察敏锐、兴趣广泛、情绪稳定、意志顽强、心胸豁达等优秀的品质便潜移默化于每个学困生的身上。英语学困生的转化工作，是一项艰巨而且细致的工作。英语教师不仅要促成英语学困生心理的转变，而且要着力于实际能力的培养。笔者认为要关心每个英语学困生的学习情绪，必须调动他们的学习积极性，引导他们放低起点，消除学习上的消极心理，从而使每个英语学困生都得到提高和发展。小学语文教学应返璞归真，力求扎扎实实地打好听、说、读、写的基础。《语文课程标准》指出：“写字教学要重视对学生写字姿势的指导，引导学生掌握基本的书写技能，掌握汉字的基本笔画和常用的偏旁部首，能按顺序规则写字，注意间架结构，养成良好的书写习惯，书写规范、端正、整洁。初步感受汉字的形体美。”笔者通过多年的教学实践、探索，深切体会到，在语文教学中，写字教学是，从低年级开始，引导教育学生写好字，对整个一生的学习、成长，养成良好的习惯具有十分重要而深远的意义。一.写字教学是对学生进行爱国主义、集体主义教育的有效途径书法是中华民族文化艺术中的瑰宝，继承和发扬书法艺术就是热爱祖国民族文化、热爱中华的表现。因此，在写字教学中有意识地渗透这方面的内容是十分有效的。因为书法作品的书法内容，很多都是古今的名家、名作、名言，其间也包括众多爱国主义方面的内容。重点讲一些爱国者的事迹，让学生了解一下他们的精神精髓，了解一些书法史，乃至历史发展的进程，对于帮助学生认清历史，树立为建设祖国做贡献的伟大理想是很有益处的。每一个汉字，它都是由不同的笔画排列组合而成的，它是一个“集体”，哪一笔的位置、长短、方向不对，都会影响到这个“集体”，要把字写得规范、漂亮，必须正确处理好每一笔画。再说，一副书法作品也是一个“集体”，如果其间那一个字与其它字不协调，也会影响到整幅作品的美观、价值。因而在进行写字教学的同时，无形之中也渗透着对学生集体主义的教育。二.写字教学有利于培养学生吃苦耐劳和持之以恒的品质字无百日功。要写好字，没有经常性的、一定量的、反复的练习是很难有进步的。明朝倪苏门在《书法论》中曾说：“凡欲学书之人，功夫分作三段：初段要专一，次段要广，三段要脱化。每段要三、五年，火候方足。”清代书法家梁章锯说得好，学书须“耐性为之，久久自有功效。”书山有路勤为径，要学好书法，写好字，必须勤奋、刻苦，注重基本功的练习。我在教学生练字时，开始积极性很高，但在反反复复地进行横平竖直、撇捺有度的练习，就慢慢厌烦起来，觉得枯燥、乏味。其实，这个时期正是考验学生持之以恒品质的关键，学生在学书过程中还常常会出现进步中的暂时“停滞”现象，导致了心灰、劲懈的情绪。其实这个“停滞”正是跃上新台阶的的标志，此时就更需要有一种迎难而上、坚韧不拔的的恒心，静下心来，好好地总结、分析，再加上老师的适时点拨指导，一旦走出了这个“停滞”的困境，就会出现“柳暗花明又一村”的新局面。三.写字教学有益于学生良好的审美习惯和情趣的培养一副优美的书法作品，总有许多的可取之处和美。书法，作为一门古典艺术，概括起来它有八美，即笔法美、色调美、结构美、章法美、形象美、力感美、神彩美。所以教会学生如何去观察美、品味美、感悟美，受到美的熏陶就显得十分重要。而更重要的是鼓励学生用自己的的双手，用自己手中的笔去进行美的创造。四.写字教学塑造了学生高尚的道德品质和崇高的精神世界黄庭坚说过：“学书须要胸中有道义，又广之以圣哲之学，学乃可贵。”柳公权也说过：“心正则笔正。”要学好书法，写好字，首先要学会做人，注重道德品质的培养。欲求书作之高雅，必先得又人品之高雅。很难想象，一个马虎大意、心浮气躁的人能写出一手工整、隽永的书法来，而只能信手涂鸦罢了。练习写字，必须静下心来，坐的下来，须得有耐心、信心、决心、恒心。书法也是用来修身养性的，而修身养性为的是更好地学习、工作、做人。五.写字教学要培养学生的书写技能书写的基本内容和技能包括坐的姿势、握笔姿势、运笔动作、笔画形状和名称、笔顺规则、字的结构比例等，要求做到正确、端正、规范，有一定的速度，行款整齐。老师对书写基本知识和技能要有意识地做详细的讲解和必要的示范，让学生掌握一画或一笔是指笔在纸上所作的连续运动，笔离开纸后再接触纸面重行运动，便属于另一画了。此外，为了避免学生疲劳，练字时间应做正确分配，分时练习胜于集中练习，练习次数宜多，但每次练习的时间不宜过长，培养学生循序渐进，逐步提高。总之，汉字是中华民族智慧的结晶，写好汉字是每个中国人基本素养的重要标志。在新课改的形势下，全面提高学生综合素养必须从写字抓起，不断激发书写兴趣，培养习惯，注重指导，加强训练，不断提高学生的书写能力。经典力学统计原理经典力学统计原理经典力学统计原理经典力学+统58经典力学+统计原理经典统计分布困难：1.熵2.多原子理想气体热容量从微观结构出发解释宏观性质：理想气体物态方程单原子理想气体热容量和内能原因：微观粒子本质上遵循量子力学规律，经典力学是宏观极限（）。量子力学+统计原理量子统计分布1．不确定关系2．能量量子化3．全同性原理经典力学+统计原理经典统计分布困难：1.熵2.59经典力学统计原理课件60经典力学统计原理课件61经典力学统计原理课件62经典力学统计原理课件63空间体积元中的量子态数一个量子态在空间对应的体积不确定关系相格大小动量空间球坐标动量大小在范围内的可能状态数能量在范围内的可能状态数空间体积元中的量子态数一个量子态在空间64态密度单位能量间隔内的可能状态数例2一维体系中自由粒子的态密度动量在范围内的可能状态数动量大小在范围内的可能状态数能量在范围内的可能状态数影响态密度的因素维度态密度单位能量间隔内的可能状态数例2一维体系中自由粒65例3一维谐振子例4自旋粒子除了轨道运动，还有自旋运动，具有自旋角动量。电子、质子、中子光子介子自旋磁量子数描述自旋状态。自旋对态密度贡献因子例3一维谐振子例4自旋粒子除了轨道运动，还有自旋运动662.系统微观运动状态经典全同粒子可以通过跟踪轨道运动加以分辨。量子全同粒子不可分辨，任意交换一对粒子，不改变系统的微观运动状态。——全同性原理确定系统微观状态必须确定每个粒子的运动状态。确定系统微观状态就是确定每个单体量子态上的粒子数。量子粒子占据单体量子态的规律：玻色子为整数单体量子态上的粒子数不受限制。费米子为半整数单体量子态上的粒子数最多为1。泡利不相容原理2.系统微观运动状态经典全同粒子可以通过跟踪轨道运动加以分67玻色子：光子、介子及由玻色子或偶数个费米子组成的复合粒子。费米子：电子、质子、中子及由奇数个费米子组成的复合粒子。定域子：固体中的原子、离子，在各自平衡位置附近作微振动，波函数几乎不交叠，可用位置加以分辨。例42个粒子占据3个单体量子态的微观状态数量子态1量子态2量子态3定域子玻色子：光子、介子及由玻色子或偶数个费米子组成的复合粒子。费68量子态1量子态2量子态3玻色子量子态1量子态2量子态3费米子量子态1量子态2量子态3玻色子量子态69对不可区分的粒子，一个微观状态对应一种分布。多个微观状态对应一种分布。§5.2玻色分布和费米分布1.粒子按能级的分布…能级简并度粒子数由全同近独立玻色和费米子组成系统的平衡态最概然分布按状态的分布对不可区分的粒子，一个微观状态对应一种分布。多70例52个粒子占据2个能级（3个单体量子态）的分布和微观状态定域子2,01,10,22,0,01,1,01,0,10,2,00,1,10,0,2例52个粒子占据2个能级（3个单体量子态）的分布和微观状71玻色子2，01，10，2费米子1，10，22,0,01,1,00,2,00,1,10,0,21,0,11,1,01,0,10,1,1玻色子2，01，10，2费米子1，10，22,0,01,722.分布对应的系统微观状态数定域子组成的玻耳兹曼系统：费米系统：玻色系统：2.分布对应的系统微观状态数定域子组成的玻耳73经典极限：单体量子态的平均粒子数远小于1。——非简并性条件各粒子占据不同的量子态，但任意两个粒子交换量子态，不影响微观状态。个处于不同量子态上的粒子交换量子态的总方式数为。经典极限：单体量子态的平均粒子数远小于1。各粒子占据不同的量743.粒子按能级分布的推导孤立系统约束条件假设3.粒子按能级分布的推导孤立系统约束条件假设75经典力学统计原理课件76粒子按量子态的分布§5.3热力学量的统计表达式和看作已知参量巨配分函数粒子按量子态的分布§5.3热力学量的统计表达式和77一个粒子的化学势开系一个粒子的化学势开系78平衡态巨热力势平衡态巨热力势79§5.4量子统计的经典极限1.非简并性条件§5.4量子统计的经典极限1.非简并性条件80温度愈高，密度愈低，分子质量愈大，非简并性条件愈易满足。热运动的平均德布罗意波长平均热波长远小于粒子平均距离，波动性不显著，过渡到经典极限。满足以上条件，可用玻耳兹曼统计；否则必须采用量子统计。除低温下的He，一般气体满足非简并性条件。2.单原子分子理想气体的熵经典统计温度愈高，密度愈低，分子质量愈大，非简并性条件愈易满足。热运81不确定关系全同性原理绝对熵——不含任意熵常数，是广延量。化学势不确定关系全同性原理绝对熵——不含任意熵常数，是广延量。化学823.双原子分子理想气体的内能和热容量经典统计能量均分定理：每个独立平方项对内能和热容量的贡献分别为和。实验结果：常温下，分析：经典状态（能量）连续，积分量子状态（能量）量子化，求和仅当能量准连续时，求和可以过渡为积分，得到能量均分定理。3.双原子分子理想气体的内能和热容量经典统计能量均分定理：83经典力学统计原理课件84常温下，，平动能级准连续。常温下，，平动能级准连续85转动特征温度常温下，，转动能级准连续。与经典结果（取相格大小为）一致。转动特征温度常温下，，转动能86零点能热激发能振动特征温度常温下，，振动能级显著分立。热运动能量远低于能级间隔，不足以激发振子，振动自由度不参与能量均分。零点能热激发能振动特征温度常温下，87高温极限能级间隔相比热运动能量可以忽略，过渡到经典情形。原子的内部自由度——电子相对核的运动原子热激发特征温度常温下电子冻结在基态，不参与热运动。高温极限能级间隔相比热运动能量可以忽略，过渡到经典情形。原子884.固体热容量个自由度的微振动系统引入简正坐标对角化，相当于个独立一维谐振子。经典理论结果一维振子有2个独立平方项实验结果常温和高温杜隆－珀蒂定律低温问题：1．低温区理论与实验不符？2．非低温区自由电子对热容量无贡献？4.固体热容量个自由度的微振动系统引入简正坐标对角化，相当89量子理论结果定域子系统爱因斯坦理论个振子频率相同爱因斯坦特征温度高温低温量子理论结果定域子系统爱因斯坦理论个振子频率相同爱因斯坦特征90低温区实验结果与理论定性符合。爱因斯坦模型：1．成功——振子能量量子化2．缺陷——简正频率相同假设非金属金属低温区实验结果与理论定性符合。爱因斯坦模型：非金属金属91小结：1．微观粒子系统原则上遵循量子统计分布。2．对定域子系统和满足经典极限条件的非定域子系统，玻耳兹曼统计适用。不确定关系相格大小能量量子化能量均分定理仅适用于能级