宏观物体是由大量微观粒子（分子或者其他粒子） 组成的.这些微观粒子不停地进行着无规则的运动. 大量微观粒子的无规则运动称为物质的热运动 热运动具有自身固有的规律性；热运动的存在也 必然影响到物质的各种宏观性质,诸如：力学性质、 热学性质、电磁学性质、聚集状态、乃至化学反应进 行的方向和限度等. 热力学和统计物理的任务：研究热运动的规律及 热运动对物质宏观性质的影响.
5．非平衡统计物理
Boltzmann积分－微分方程及H 定理，极大地 深化了非平衡态和不可逆过程的认识；
Onsager关系：近平衡条件下耦合的输运过程 的输运系数具有对称性--奠定了非平衡热力学 近代理论的基础；(1968年诺贝尔化学奖) 1967年，I. Prigogine在第一届国际理论物理 和生物学会议上提出远离平衡态类非平衡的有序 结构为耗散结构，它的形成和维持需要能量的消 耗． (1977年诺贝尔化学) ；( Haken的协同论 Svnergetics; Thom的突变论Catastrophe Theory)
1．早期的统计物理－分子运动论 随着17～19世纪物质原子论的复兴，定性的 分子运动论得到了初步的发展，物理学由宏观向微 观迈出了第一步，开辟了物理学的一个新领域．
R．E．Clausius (克劳修斯，1822～1888) J．C．Maxwell (麦克斯韦，1831～1879) L．Boltzmann (玻耳兹曼，1844～1906)
4．量子统计
应用经典统计力学计算黑体辐射的能量分 布时，遇到了“紫外发散”的困难．1900年M. Planck (普朗克) 提出能量子概念，导致了量 子力学的建立，为统计力学提供了新的力学 基础，发展出了量子统计． 1924年: S. N. Bose (玻色) 发现了 光子所服从的统计法则;
A．Einstein 相继于1924～1925年 发表了两篇论文，将Bose 的方法推广到实 物粒子系统; 形成Bose－Einstein统计．
热力学是热运动的宏观理论 热现象 观测 实验分析
热力学理论基础：热力学第一定律； 热力学第二定律；热力学第三定律 数学方法 逻辑演绎
热力学的研究结论：物质各种宏观性质之间的 关系、宏观物理过程进行的方向和限度等
气体的节流过程和绝热膨胀； 热辐射的热力学理论； 绝热去磁制冷与获得低温的方法； 单元系的相变； 液滴的形成； ……
3．系综统计理论
1902年，J．W．Gibbs (吉布斯) 在《统计力学基 本原理》一书中，改进和发展了Maxwell、Boltzmann 的统计方法，使统计物理学从气体分子运动论中升华 出来，建立了完整的系综统计理论，成为一门原则上 可以应用于任何物质系统的独立的统计力学学科．
Gibbs 提出了三种稳定系综： i) 微正则系综(Microcanonical Ensemble)； ii) 正则系综(Canonlcal Ensemble)； iii) 巨正则系综(Grand Canonical Ensemble)． 按照严密的逻辑，推出了热力学的全部结论，为温度、 熵和自由能等热力学量找到了统计力学表达式，发展了统计 涨落理论．Gibbs使统计力学体系化，其他人所获得的各个 结果都成为Gibbs理论的特殊部分.
热力学理论的特点 优点：普适性 缺点：
结论与物质的具体结构无关,不能导出具 体物质的具体性质 不考虑物质的微观结构,把物质看成连续 体,用连续函数表达物质的性质,因此不能解释 宏观性质的涨落.
统计物理是热运动的微观理论 统计物理学从宏观物质系统是由大量微观粒子 所组成这一事实出发, 认为物质的宏观性质是大量 微观粒子运动的集体表现, 宏观物理量是微观量的 统计平均值. 统计物理学把热力学三个相互独立的定律归 结于一个基本的统计原理, 阐明了这三个定律的 统计意义, 还可以解释涨落现象.
统计物理学的特点 ◎宏观物理量是微观量的统计平均值； ◎从一个基本的统计原理出发,阐明热 力学三个定律的统计意义,解释各类 热力学现象；可以解释涨落现象； ◎对物质结构抽象简化后,可研究具体 物质的特性
局限性： 模型的简化带来的理论结果的近似性
统计物理的研究对象、研究方法和特点 统计物理发展简介
Байду номын сангаас
Rudolph Clausius (1822-1888) 在“论热运动形式”(1857)一 文中指出，气体的平移运动同 器壁的碰撞产生了气体的压 力．第一次明确地运用了统计 概念，从大量分子的碰撞的平 均，推出了气体的压强公式．
德国物理学家,热力学奠基人之一. 1840年入柏林大学;1847 年获哈雷大学哲学博士学位;1850年因发表论文《论热的动力以 及由此导出的关于热本身的诸定律》而闻名;1855年任苏黎世工 业大学教授;1867年任德意志帝国维尔茨堡大学教授;1869年起 任波恩大学教授。
J．C．Maxwell 1859年9月，Maxwell 在 “气体动力论的说明”一文中假 设：热平衡时分子速度3 个分量 的分布彼此无关，对宏观上静止 的气体，分子速度分布的各向同 性，导出了分子速度的分布 改变了以往“分子具有相同的速度” 这种不彻底的统计观念；
2 mv m 2 f (v ) v exp 2 kT 2 kT 运用建立在概率概念上严格的统计方法处理，这 是Maxwell 的历史功绩． 2 3
2．Boltzmann统计
L．Boltzmann 1868～1871年，Boltzmann 抛弃 了有关分子间碰撞的任何假设以及单个 分子速度分量与统计无关的假定，仅简 单地假设有限分子间分布着恒定的总能 量，经过足够长时间，体系将取遍相应 于这一总能量的所有可能分布。 推导出了Boltzmann 分布； 气体分子在重力场中按高度分布； 含非平衡态分布函数的运动方程； H 定理(从微观角度表征了自然过程的不可逆性)； Boltzmann关系;…
6．涨落理论
布朗运动、光散射、临界乳光等,不能用唯象理 论加以解释，但却是统计力学的重要组成部分 涨落的统计理论; 1908～1910年，Smoluchowski 和Einstein 建 立了涨落的准热力学理论;