一顺磁固体由N个自旋量子数为s的粒子组成 粒子在格点上固定不动．试求粒子的配分函数 系统的内能 热容量 熵
粒子,内能,量子
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一顺磁固体由N个自旋量子数为s的粒子组成，粒子在格点上固定不动．试求粒子的配分函数，系统的内能、热容量、熵和磁矩．
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粒子的磁矩为
μ=-2μBs， (1)
式中，
为玻尔磁子，s为自旋角动量．或者-粒子的磁矩μj=-2jμB(-s≤j≤s)．粒子的能量为
εj=μjB=2jμBB． (2)
这样，单粒子配分函数为
(3)
式中，x=βμBB，．所以，顺磁固体的内能为
． (4)
热容量为
． (5)
熵为
=Nk{lnsinh[(2s+1)x]-lnsinhx+xcothx-(2s+1)xcoth[(2s+1)x]}． (6)
平均磁矩为
=NμB{(2s+1)coth[(2s+1)x]-cothx}． (7)