自旋为h/2的粒子处于磁场中,粒子的磁矩为μ,磁矩与磁场方向平行或反平行所相应的能量分别为-μ与μ.今设有N个
自旋为h/2的粒子处于磁场中,粒子的磁矩为μ,磁矩与磁场方向平行或反平行所相应的能量分别为-μ与μ.今设有N个这样的定域粒子处于磁场中,整个系统处于温度为T的平衡态,粒子之间的相互作用很弱,可以忽略.
(i)求子系的配分函数Z.
(ii)求系统的自由能F,熵S,内能和热容.
(iii)证明总磁矩的平均值为.
(iv)证明在高温弱场下,亦即时:;磁化率χ=;低温强场下,亦即时:.
(V)以为纵坐标,以为横坐标,在从0到6的范围内,取0.5为间隔作图,从中可以看出诸量的变化行为.