均勻磁場中自由電子氣的熱力學性質.pdf

1、自由電子氣體是統(tǒng)計物理和固體物理中的重要模型，它可以很好地描寫金屬中的價電子形成的費米子體系。自由電子氣體在低溫下的熱力學性質是人們所熟知的。弱磁場對于這些性質會有所影響，但只是引起小的修正。然而，在低溫和強磁場下，金屬的磁化率會隨著磁場強度的變化發(fā)生振蕩，這就是著名的de Haas—van Alphen效應。這種效應首先在鉍（Bi）中發(fā)現(xiàn)，隨后陸續(xù)在許多金屬中觀察到。這一效應多年來受到廣泛的關注。 本文首先簡單地回顧了自由電子

2、氣體磁振蕩的研究歷史和相關的文獻。隨后改進了Landau—Lifshitz書上關于均勻磁場下自由電子氣體的巨配分函數(shù)的計算。Landau—Lifshitz書上的計算是定性的，我們將這一計算改進為定量計算，得到了巨配分函數(shù)的近乎精確的形式。在Landau—Lifshitz的計算中，有部分非振蕩項被丟棄了，但它們對于熱力學量的計算具有重要作用，并通過化學勢影響熱力學量中的振蕩項。計算了各熱力學量，包括弱磁場和強磁場場情況，尤其是后者。得到了