Магнитные свойства электронного газа

Перейти к навигацииПерейти к поиску

Магнитные свойства электронного газа — электронный газ во внешнем магнитном поле обладает парамагнитными свойствами. Магнитные свойства электронного газа складываются из диамагнитного и втрое его превышающего парамагнитного эффектов. Диамагнитный эффект электронного газа объясняется изменением поступательного движения электрона в магнитном поле, парамагнитный эффект — изменением ориентации спина электрона относительно внешнего магнитного поля[1].

Невырожденный электронный газ

В невырожденном электронном газе все имеющиеся электроны способны изменить своё состояние во внешнем магнитном поле. Диамагнитная восприимчивость электронного газа определяется по формуле: . Здесь  — полное число электронов в электронном газе,  — магнетон Бора,  — постоянная Больцмана,  — температура. Парамагнитная восприимчивость электронного газа определяется по формуле: . Полная магнитная восприимчивость электронного газа равна сумме диамагнитной и парамагнитной восприимчивостей: .


Вырожденный электронный газ

Для вырожденного электронного газа изменять своё состояние могут только электроны на границе распределения Ферми, имеющие по соседству свободные уровни. В вырожденном электронном газе в металлах число электронов , изменяющих своё состояние определяется по формуле: , где  — полное число электронов в единице объема,  — энергия Ферми. Поэтому для вырожденного электронного газа в металлах магнитная восприимчивость определяется формулой: . Магнитная восприимчивость вырожденного электронного газа не зависит от температуры.

Примечания

  1. Ноздрев, 1969, с. 270—273.

Литература

  • Ноздрев В. Ф., Сенкевич А. А. Курс статистической физики. — М.: Высшая школа, 1969. — 287 с.