О термодинамическом описании электронного газа в магнитном поле

Abstract

Исследовано влияние температуры и интенсивного магнитного поля на некоторые термодинамические характеристики идеальных газов заряженных фермионов. В приближении абсолютного нуля температуры получена зависимость химического потенциала нерелятивистского и релятивистского электронного газа, а также степени спиновой поляризации релятивистского электронного газа от индукции магнитного поля при заполнении одного или двух уровней Ландау. Для крайне невырожденного релятивистского электронного газа получены выражения для химического потенциала, степени спиновой поляризации, энтропии, средней энергии и намагниченности. Для промежуточных температур по-лучено выражение для большого термодинамического потенциала газа заряженных фермионов.

The influence of temperature and intense magnetic field on some thermodynamic characteristics of ideal gases of charged fermions is investigated. The dependence of the chemical potential of a non-relativistic and relativistic electron gas, as well as the degree of spin polarization of a relativistic electron gas on the magnetic field induction when filling one or two Landau levels is obtained in the approximation of absolute zero temperature. Expressions for the chemical potential, the degree of spin polarization, entropy, average energy and magnetization are obtained for an extremely non-degenerate relativistic electron gas. For intermediate temperatures, an expression is obtained for the large thermodynamic potential of a gas of charged fermions.