Thermal Physics
Baierlein
Thermal Physics
Von R. Baierlein.
Cambridge University Press, Cambridge . XIII + 442 S., paperback,
£ 24.95.
ISBN 0-521-65838-1
Dies ist ein hervorragendes Lehrbuch der Grundlagen von Thermodynamik und Statis tischer Physik. Wer die einschlägigen Aufsätze gelesen hat, die Ralph Baierlein in den letzten Jahren im American Journal of Physics publizierte, der hat dieses Buch schon kommen sehen. Allerdings gibt es wohl für kein anderes physikalisches Teilgebiet so viele gute Lehrbücher wie für die Wärmelehre. Daher muss man fragen, was hier das Neue und das Besondere ist?
Die Antwort fällt nicht schwer: Dieses Buch ist mit bisher nicht da gewesener Sorgfalt für den Anfänger geschrieben, der in der Thermodynamik mit den bekannten begrifflichen Schwierigkeiten konfrontiert wird, die er in anderen Gebieten der Physik nicht gewohnt ist: die abstrakten Begriffe Wärme, Temperatur, Entropie, chemisches Potential, Zustandssumme und Boltzmann-Faktor. Diese Begriffe werden anhand ganz einfacher und origineller Beispiele erklärt, und zwar ihre termodynamischen und ihre statistischen Aspekte. Das Buch führt dann mit derselben didaktischen Sorgfalt und Ausführlichkeit bis zu den Gebieten, die man erst gegen Ende des Studiums verstehen muss: Transportprozesse, Phasenübergänge und kritische Phänomene.
Man spürt auf jeder Seite die große Lehrerfahrung des Autors und das didaktische Bemühen, die Begriffe zuerst anschaulich zu erklären und dann mathematisch exakt darzustellen. Besonders gefallen haben mir die hier und da eingestreuten Abschnitte "the meaning of the words"; solchen bin ich noch in keinem der etwa 50 Thermodynamik-Lehrbücher begegnet, die ich bisher studiert habe.
Die ersten sieben Kapitel enthalten eine gründliche Einführung und Diskussion der Entropie, der Boltzmann-Verteilung und des chemischen Potentials. Wer diese Kapitel sorgfältig durcharbeitet und auch die meisten der originellen Übungsaufgaben gelöst hat, der besitzt ein sicheres Fundament für die anspruchsvolleren Kapitel 8 bis 16: Quantengase, chemische Gleichgewichte, tiefe Temperaturen, Transportprozesse und kritische Phänomene. Bei der auf Kadanoffs didaktischen Aufsatz zurückgehenden Behandlung der Renormierungs theorie kritischer Phänomene hat man den Anschluss an ein ganz aktuelles Thema der Forschung erreicht.
Das Buch verbindet in gekonnter Weise von Anfang an die thermodynamische Betrachtungsweise mit Experimenten und mit den Aspekten der Statistischen Physik; eine Methode, die zwar von manchen Puristen abgelehnt wird, die aber für ein tieferes Verständnis des Stoffes in meinen Augen unerlässlich ist. Das Buch enthält praktisch keine Druckfehler und ist vorzüglich redigiert. Für Studenten und Dozenten dürfte es ein Genuss sein, damit zu arbeiten.
Prof. Dr. Klaus Stierstadt, Sektion Physik der LMU München
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