
【电】 brillouin function
cloth; fabric
【建】 cloth
inner; liner; lining; neighbourhood
【法】 knot; sea mile
deep; deep pool
function
【计】 F; FUNC; function
布里渊函数(Brillouin function)是量子统计力学中描述顺磁性材料磁化强度与外加磁场关系的特殊函数。该函数由法国物理学家Léon Brillouin于1927年提出,其英文对应词为"Brillouin function",常用于计算具有量子化角动量系统的磁响应规律。
从数学形式来看,布里渊函数定义为: $$ B_J(x) = frac{2J+1}{2J} cothleft( frac{(2J+1)x}{2J} right) - frac{1}{2J} cothleft( frac{x}{2J} right) $$ 其中$J$为总角动量量子数,$x=frac{gmu_B B}{k_B T}$为无量纲参数,$g$为朗德因子,$mu_B$为玻尔磁子,$B$为外加磁场,$k_B$为玻尔兹曼常数,$T$为温度。
该函数的核心物理意义在于:当材料中的原子磁矩存在空间量子化时,布里渊函数能精确描述磁化强度随磁场变化的非线性关系。它在以下领域具有关键应用:
对于经典极限情况($J to infty$),布里渊函数退化为朗之万函数$L(x) = coth(x) - 1/x$,这对应经典磁矩的自由取向模型。现代凝聚态物理研究显示,布里渊函数在低温强场条件下的预测与实验测量结果高度吻合,为量子磁学奠定了数学基础。
参考资料:
布里渊函数(Brillouin function)是量子统计物理学中的重要函数,主要用于描述顺磁性材料中磁性离子的磁化强度随磁场和温度的变化规律。根据搜索结果中提到的相关概念,需注意区分两种不同表述:
布里渊函数源自量子力学对磁矩的统计描述,其数学表达式为: $$ B_J(x) = frac{2J+1}{2J} cothleft(frac{(2J+1)x}{2J}right) - frac{1}{2J} cothleft(frac{x}{2J}right) $$ 其中,$J$为总角动量量子数,$x$与磁场强度和温度相关。该函数反映了磁矩在外场中的量子化行为。
布里渊函数体现了量子力学对磁矩的离散化描述,与经典朗之万函数(连续磁矩假设)形成对比。当角动量量子数$J to infty$时,布里渊函数退化为朗之万函数。
如需进一步了解特定领域(如磁学或衍射理论)的应用细节,可参考固体物理或统计力学教材。
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