强磁场中弱相互作用费米气体的热力学性质

基于赝势法和局域密度近似研究了强磁场中弱相互作用费米气体的热力学性质,得出化学势、总能和热容量的解析式,同时分析了磁场及相互作用对系统热力学性质的影响.研究表明,无论是高温情况还是低温情况下,磁场都能调节相互作用的影响.低温下,与无磁场的系统相比,磁场降低系统的化学势、总能和热容量;与无相互作用系统相比,排斥作用增加化学势而降低总能及热容量.高温下,磁场和排斥作用均可降低系统的总能而增加热容量,强磁场可以改变相互作用对总能及热容量的影响. 关键词： 强磁场 弱相互作用 费米气体 热力学性质     

强磁场中超冷费米气体的相对论效应

由单粒子的弱相对论能谱及泊松公式,导出强磁场中费米气体的热力学势函数.在此基础上,运用热力学关系求解低温条件下系统的统计特征量的解析式,分析相对论效应对统计性质的影响机理.研究表明,磁场愈强,相对论效应愈明显.相对论效应引发的单调项与相应的振荡项的振幅相比,对总能,单调项远大于振幅;对化学势及磁矩,单调项与振幅几乎同一量级. 关键词： 强磁场 费米气体 相对论效应     

基于准经典近似研究强磁场中高温费米气体的统计性质

基于准经典近似研究强磁场中高温费米气体的统计性质,给出系统的统计特征量的解析式,分析磁场和温度对统计性质的影响.结果显示,与低温情况比较,高温下的统计特征量不再振荡,与自由费米气体比较,磁场总是降低系统的总能,增加系统的化学势、热容量、熵、压强和稳定性;而且温度越高,磁场对总能及热容量的影响越弱,对化学势的影响越大.     

强磁场中Fermi气体的稳定性及顺磁性

运用理论解析和数值模拟的方法,研究强磁场中Fermi气体在低温下的稳定性及顺磁性, 分析温度、磁场对稳定性及磁化率的影响.研究结果显示,强磁场引起系统稳定性的改变, 这种改变与温度有关,而温度对稳定性改变及磁化率的影响又与自由气体的化学势即粒子数密度有关. 当自由系统的化学势为偶数时,磁场弱化系统的稳定性,温度升高可降低系统的磁化率; 当自由系统的化学势为奇数时,磁场强化系统的稳定性,温度升高可增大系统的磁化率. 升高温度,可以弱化磁场对系统稳定性的影响;加强磁场,可以使得系统稳定性的改变发生振荡, 使系统磁化率的振荡中心下移.     

弱相互作用费米气体的热力学性质

根据赝势法导出无外势时弱相互作用费米气体的化学势、内能和定容热容的解析表达式.在此基础上，采用局域密度近似研究谐振势中弱相互作用费米气体的热力学性质，探讨粒子间相互作用对系统性质的影响. 关键词： 费米气体 相互作用 赝势法 局域密度近似 热力学性质     

广义不确定性原理下费米气体低温热力学性质

在考虑到广义不确定性原理时, 统计物理中的态密度必须做出修正, 这导致对传统统计物理的所有结果都有不同程度的修正. 在高能、高温条件下, 此修正是颠覆传统观念的, 在低温条件下, 也有一定的修正. 研究了低温条件下考虑到广义不确定性原理时, 理想费米气体和具有弱相互作用费米气体的热力学性质, 分别给出理想费米气体和弱相互作用费米气体的化学势、内能和定容热容的解析表达式, 并以铜电子气体为例进行了具体数值计算, 将计算结果与不考虑广义不确定性原理时的费米气体的热力学性质进行了比较, 探讨了广义不确定性原理对系统热力学性质的影响. 考虑到广义不确定性原理后费米气体的化学势、费米能和基态能增大, 热容减少, 内能随温度的增加先增大, 到某一温度(对于铜电子气体, T/T_F0～0.3)时, 增值为零, 温度再增加内能减少. 这些修正的具体数值主要由粒子数密度决定, 粒子数密度越大, 修正越大.     

基于半经典近似研究费米气体的稳定性及顺磁性

基于半经典近似方法,给出重力场和强磁场共存下费米子的能谱.然后由泊松公式导出费米气体的热力学势函数.在此基础上,运用热力学关系式求解低温条件下系统的稳定性及磁化率的解析式,并通过数值模拟分析强磁场背景下重力场对稳定性及顺磁性的影响机制.     

基于半经典近似研究费米气体的稳定性及顺磁性

基于半经典近似方法,给出重力场和强磁场共存下费米子的能谱.然后由泊松公式导出费米气体的热力学势函数.在此基础上,运用热力学关系式求解低温条件下系统的稳定性及磁化率的解析式,并通过数值模拟分析强磁场背景下重力场对稳定性及顺磁性的影响机制.     

磁场中非广延相对论费米系统的统计性质

基于广义外势中的非广延统计理论,运用理论解析与数值模拟方法,研究磁场中非广延极端相对论费米气体的热力学性质,给出总能、热容量、化学势的解析式,分析非广延参数、极端相对论效应、磁场及温度对系统热力学性质的影响机理.研究显示,非广延参数不仅对热力学性质有直接的影响,而且也影响着磁场的物理效应. 随温度的升高,非广延参数及磁场对热力学性质的影响均被放大.极端相对论效应对化学势及热容量有特别显著的影响.     

均匀微弱电场对带电费米子体系热容量和化学势的影响

从统计物理半经典(Thomas-Fermi)近似方法出发,研究均匀微弱电场中带电费米子体系的热力学性质,推导出了带电费米子体系的热容量和化学势随外电场场强的变化关系,给出了体系的热容量和化学势在高温和低温近似下的解析表达式,进而分析了均匀微弱电场对带电费米子体系热容量和化学势的影响.     

Statistic properties of Fermi gas in a strong magnetic field

Based on the thermodynamic potential function of Fermi gas in a strong magnetic field, using the thermodynamics method, the integrated analytical expressions of thermodynamic quantities of the system at low temperatures are derived, and the effects of the magnetic field on the statistic properties of the system are analysed. It is shown that, as long as the temperature is not zero, the effects of the magnetic field on the thermodynamic quantities of the system contain both oscillatory and non-oscillatory parts. For the non-oscillatory part, compared with the situation of Fermi gas in a weak magnetic field, the influence of the magnetic field on the thermodynamic quantities is not exactly the same. For the oscillatory part, the period and amplitude of the oscillation are all related to the magnetic field. Due to the oscillation, the chemical potential may be greater than Ferim energy of the system, but the oscillation does not affect the thermodynamic stability of the system.     

均匀微弱电场对带电费米子体系热容量和化学势的影响

从统计物理半经典(Thomas-Fermi)近似方法出发,研究均匀微弱电场中带电费米子体系的热力学性质,推导出了带电费米子体系的热容量和化学势随外电场场强的变化关系,给出了体系的热容量和化学势在高温和低温近似下的解析表达式,进而分析了均匀微弱电场对带电费米子体系热容量和化学势的影响.     

Unified properties of a weakly interacting Fermi gas in a weak magnetic field

When the orbital motion and the spin motion of particles were considered simultaneously, the thermodynamic potential function of a weakly interacting Fermi gas in a weak magnetic field was derived using the thermodynamics method. Based on the derived expression, the analytical expressions of energy, heat capacity, chemical potential, susceptibility and stability conditions of the system were given, and the effects of the interparticle interactions as well as the magnetic field on the properties of the system were analyzed. It was shown that the magnetic field always causes energy and stability to decrease, while the chemical potential of the system to increase. The repulsive (attractive) interactions always increase (decrease) energy and stability, but decrease (increase) the chemical potential and paramagnetism. The repulsive (attractive) interactions decrease (increase) heat capacity of the system at high temperatures but increase (decrease) it at low temperatures.     

反常磁矩对弱磁场弱相互作用费米气体热力学性质的影响

考虑费米子的反常磁矩, 运用赝势法和热力学理论, 导出弱磁场中弱相互作用费米气体自由能的解析式, 以此为基础给出高温和低温情况下系统热力学性质, 分析反常磁矩对热力学性质的影响机理. 研究表明: 反常磁矩对热力学性质的影响与温度相关, 而且这种影响随温度的上升在低温区是增大的, 在高温区是减小的; 对于系统的化学势、内能, 反常磁矩加强了磁场的影响, 弱化了相互作用的影响; 对于系统的热容量, 反常磁矩在低温区使其减小, 在高温区使其增加.     

带电粒子系统在双外场中的高温弱简并效应

用Thomas-Fermi半经典统计理论和方法,研究处于匀强电场加谐振场约束的带电粒子系统的热力学性质.首先导出外场约束下带电粒子系统的量子状态数密度,进而给出高温弱简并情况下带电粒子系统的化学势、内能和热容量的解析式,并分析电场和谐振场对系统化学势、内能和热容量的具体影响. 研究结果表明,带电粒子系统在双外场约束下具有高温弱简并效应. 关键词： 带电粒子 匀强电场 谐振场 高温弱简并效应     

Effect of Chemical Potential Shift on Thermodynamical Properties of the Mixed Valence Compounds

Starting from the SU(N_d) Anderson lattice model in the slave boson formalism, we study the effect of the chemical potential shift on the thermodynamic properties of the mixed valence lattice system by using the Green's function technique. In the mean field approximation, the self-consistent equations of the mean field parameters and the chemical potential are obtained. The average number off electrons, the magnetic susceptibility and the specific heat are calculated. The numerical studies show that the shift of the chemical potential has a strong effect on the thermodynamic properties.     

弱磁场中弱相互作用费米气体的热力学性质

根据赝势法和系综理论导出弱磁场中弱相互作用费米气体的内能、化学势和热容量的小参数r的解析式.在此基础上给出高温和低温两种情况下弱磁场中弱相互作用费米气体的热力学性质,探讨磁场及粒子间相互作用对热力学性质的影响,分析磁场与三维谐振势两种约束对系统性质影响的不同及其原因. 关键词： 赝势法 费米气体 相互作用 热力学性质