Термодинамика и статистическая физика. Розман Г.А. - 139 стр.

                                                                     139
роил швейцарский физик – теоретик Паули, поэтому парамагнетизм щелоч-
ных металлов часто называют парамагнетизмом Паули. Рассмотрим теорию
Паули.
     Спиновый магнитный момент электрона во внешнем поле может
иметь лишь две ориентации: по полю и против поля. Вероятность таких
ориентаций определяется статистикой Больцмана, ее экспоненциальным
множителем
                                ⎛ ΔE ⎞
                            exp ⎜ −  ⎟,
                                ⎝ kT ⎠
где ΔE - энергия спинового магнитного момента во внешнем поле, ко-
торая равна
                                  ΔE = − μ Б μ 0 Н ,
 μ Б - магнетон Бора:
                                            eh
                                     μБ =      ;
                                            2m
H - напряженность внешнего магнитного поля, μ 0 Н = B0 - индукция
внешнего магнитного поля. Таким образом, вероятность ориентации
по полю пропорциональна

                    μ Б B0                        ⎛ μ B ⎞
        W↑↑ ~ exp            , а против поля  exp ⎜ − Б 0 ⎟ .
                                                   W↑↓ ~
                 kT                               ⎝   кТ ⎠
     Подсчитаем полную вероятность какой-либо ориентации спино-
вого магнитного момента, используя теорему сложения вероятностей:
                                   μБ Н       ⎛ μ Н⎞
                      W = C exp        + С exp⎜ − Б ⎟.
                                    кТ        ⎝ кТ ⎠
     Соответственно, долю частиц соответствующих ориентаций мож-
но записать так:
                                 W↑↑                       W↑↓
                    ΔN ↑↑ = ΔN            и ΔN ↑↓ = ΔN           ,
                                  W                        W
             kT
где ΔN ≅ N
             μ - число электронов, способных участвовать в физичес-
ких процессах (см. выше “Энергоемкость электронного газа”, формула
(107)).