Binary modellsystem är det enklaste termodynamiska systemet. Den använder grundläggande antagandet av termisk fysik: Ett system är lika sannolikt att vara i varje åtkomlig kvanttillstånd. Hur kan vi beskriva Binary modellsystem? Klassiskt, vet vi att för ett magnetfält B och en magnetiskt moment m är energin.
Eftersom det finns två möjliga spin oriente, kvantmekaniken säger oss att den magnetiska moment kan vara antingen positiv eller negativ, så energin blir U = ± MB. Överväga ett gitter av N Omdömen magnetiska moment Hur många olika inriktningar är möjliga? Eftersom varje magnetiskt moment kan ha två inriktningar och det finns N Omdömen magnetiska moment, det finns totalt 2 N möjliga orienteringar. Sannolikheten för att systemet att på något en specifik orientering är sålunda . (2,2) Review Använda pilen notation, ser vi att varje unikt tillstånd av systemet kan symboliskt betecknas som . (2,3) Review Denna symboliska notation kallas den genererande funktion: den genererar alla möjliga tillstånd av systemet. Den totala magnetiska momentet i systemet ges av M , som kan variera från Nm Omdömen till - Nm Omdömen. De möjliga magnetiska moment är då Omdömen M Omdömen = Nm , ( N Omdömen -2) m , ( N Omdömen -4) m , ..., - ( N Omdömen -2) m Omdömen - Nm Omdömen. (2. 4) Review Vi ser att det finns totalt N +1 möjliga värden för magnetiska moment. Om N Omdömen är mycket stort, ser vi att det finns en hel del fler möjliga tillstånd än det finns magnetiskt moment värden. Så, eftersom energin i systemet beror på det magnetiska momentet, ser vi att, för stora N Omdömen räknar vi med att ha en stor mångfald för varje energinivå. Omdömen Låt oss nu betrakta totala magnetiska momentet för systemet. Vi ser att det beror på antalet magnetiska moment pekar upp minus de pekar nedåt. Emellertid betyder inte beror på vilken magnetiska moment pekar i någon särskild riktning. Så, låt N Omdömen upp vara antalet magnetiska moment pekar uppåt, och N Omdömen ner att antalet magnetiska moment pekar nedåt. Sedan N Omdömen upp = ½ N Omdömen + s Köpa och N Omdömen nedåt = ½ N Omdömen - s , där s Omdömen kallas spinn överskott och
Temperatur | Termisk fysik Föreläsning Notes