N Independent Spins

Consider a system of N independent spin-1/2 particles. In a magnetic field H, in the ẑ direction, they can point either up or down with energy ±μH, where μ is the magnetic moment. Derive expressions for the

a) Partition function

b) Internal energy

c) Entropy

SOLUTION

a) The partition function is given by

(1)

where ξ = βμH. Each spin is independent, so one has the same result as for one spin, but raised to the Nth power

(2)

b) The internal energy is the derivative of ln Z with respect to β:

(3)

c) The entropy is derivative of ln Z with respect to τ:

(4)

مواضيع ذات صلة

مصطلحات الفيزياء النووية

إزاحة حمراء REDSHIFT

المركبات النانوية (Nanocomposites)

مولد فان دي جراف الالكتروستاتي

التطويرات التقنية الحديثة في المعجلات الالكتروستاتية

معجلات الالكترونات الالكتروستاتية

معجلات الفان دي جراف الترادفية

الحد من زيادة الطاقة في معجل فان دي جراف

أنبوبة التعجيل قي معجلات الجسيمات من نوع فان دي جراف

ارتكاز معجل فان دي جراف

مبدأ تشغيل معجل الفان دي جراف

القضايا الأخلاقية المتعلقة بتكنولوجيا النانو