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海森堡模型
海森堡模型是一个量子力学模型,它描述了相互作用自旋粒子的系统。它是由德国物理学家沃纳·海森堡于1928年提出的。
模型的数学形式
海森堡模型的哈密顿量由以下公式给出:
H = J Σ
其中:
J 是交换相互作用常数
Σ
S_i 和 S_j 是自旋算符,表示第 i 个和第 j 个粒子的自旋
模型的物理意义
海森堡模型描述了由交换相互作用相互作用的自旋粒子的系统。交换相互作用是自旋相互作用的一种,它可以是铁磁性(平行取向)或反铁磁性(反平行取向)。
模型的应用
海森堡模型广泛用于研究各种磁性材料的性质,例如:
铁磁体:J > 0,自旋平行排列,表现出强磁性
反铁磁体:J < 0,自旋反平行排列,表现出弱磁性
旋子晶体:J = 0,自旋无序排列,不表现磁性
模型的局限性
海森堡模型是一个理想模型,它假设自旋之间只有交换相互作用。在实际材料中,还可能存在其他相互作用,如偶极相互作用和晶格缺陷,这可能会影响模型的预测。
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