电子工业、生物科技、航空工业和能源工业等领域开发出的材料、设备的特征尺寸越来越小，步入纳米级，主导其运行的物理原理正发生着巨大的变化。本书旨在对基本热载流子，包括电子、声子、光子和分子的能量输运过程，建立统一的微观表述，主要内容包括： 基于量子力学和统计力学的能量载流子的能态； 用波和粒子的概念来分析热能传递； 基于玻尔兹曼方程的粒子能量输运，并通过玻尔兹曼方程推导适用于宏观状态的经典定律； 经典尺寸效应； 不同能量载流子间的能量输运； 液体及其界面； 分子动力学模拟等。 本书可作为本科和研究生的教材，同时也可为研究者提供参考。让读者不但能够解决在纳米尺度的热传递及能量转化问题，同时能够与其他领域的工程师及专家一起解决他们所遇到的问题，共同迎接未来对跨学科理论知识要求的挑战。

周怀春，长期坚持开展热辐射分析及燃烧监控方向研究工作，提出并命名辐射传递方程求解的DRESOR法，初具系统性；发明大型电站煤粉燃烧锅炉炉内三维温度场可视化技术；提出以辐射能信号反馈为特色的燃煤火力发电机组燃烧和机组优化控制新方法。研究成果具有系统的创新性。发表SCI 收录论文60多篇、EI收录论文200余篇，论著被SCI他引180余次，其中SCI 单篇最高他引25次。获11项国家发明专利、4项实用新型专利，具有自主知识产权的燃烧监控技术已进入产业化推广阶段。获湖北省技术发明一等奖（排名第一），其它省部级科技成果二等奖3 项。2010年获得国家杰出青年科学基金资助。2011年入选清华大学“百名人才引进计划”。

前言 本书旨在提供热能输运以及从纳米连续变化到宏观尺度的能量转换过程的微观图像。能量转换和输运过程在自然界、工程装置及系统中无所不在。热传递的宏观描述以一些唯象定律为基础，例如热传导的傅里叶定律，剪切应力的牛顿定律和对流冷却的牛顿定律，以及热辐射的斯特藩玻尔兹曼定律。将这些定律与热力学第一定律及第二定律相结合，可以得到决定一个系统的能量转换效率、传热速率及温度场的方程。传统的工程方法很少关注控制宏观能量转换和热量传递现象的微观过程。如果说这种传统的工程方法在过去可以满足大部分技术应用的需要，那么，随着技术的不断发展和新兴技术的出现，尤其是纳米技术、能量直接转换技术、生物技术、微电子学及光子学技术，传统的工程方法显得越来越难以满足需要。 热量传递及能量转换的基本原理包含在多种不同学科的不同专题中，例如量子力学、固体物理、统计力学、动理学及电动力学等。与本书内容最接近的是那些包含动理学理论的著作，它们主要考察的对象是气体。然而，新兴技术需要了解通过其他能量载流子的能量传递： 电子、声子、光子和液体分子。我所面临的艰巨任务是把各方面的内容融入到一本书中，并让学生和研究者都能读懂。只要合适，我在本书中对这些能量载流子采用一种统一处理的方式。 采用这种统一处理方法有如下几种目的。首先，从教学角度上来讲，有些读者可能对某种载流子的能量输运过程较熟悉，他可以通过类比的方法明白其他能量载流子的输运过程。例如，机械工程师可能对通过光子的辐射热传递、通过气体分子的热传导，以及声波传播较为熟悉，而具有物理或电气工程背景的读者可能对电子和电磁波更为熟悉。在本书的撰写过程中，我假定大多数读者...