原文:eric bertin, a concise introduction to the statistical physics of complex systems
考慮乙個順磁模型,各自旋彼此獨立,只與一均勻外場有相互作用,外場強度為\(h\)。體系能量為
\begin
e=-h\sum_^n s_i,\quad s_i=\pm 1
\label
\end
相空間(也即構型空間)由集合\(\_\)給出。
問給定能量\(e\),體系有多少個構型?
能量\(e\)給定,也即給定磁化強度\(m=\sum_^n s_i\)。設自旋取值為\(+1\)(也稱自旋向上)的自旋數為\(n_+\),則磁化強度為\(m=n_+-(n-n_+)\),所以給定\(m\)也即給定\(n_+\),於是由基本的排列組合公式知識,構型數為
\begin
\omega = \frac
\label
\end
又\begin
n_+ = \frac\left ( n-\frac\right )
\label
\end
將此式代入\eqref,可以將\(\omega\)表示為\(e\)的函式:
\begin
\omega (e) = \frac(n-e/h) \right ]!\left [\frac(n+e/h) \right ]!}
\label
\end
熵為\begin
\begin
s(e)=&\ln\omega (e) \\
=& \ln n! -\ln \left [\frac(n-e/h) \right ]! -\ln \left [\frac(n+e/h) \right ]!
\end
\label
\end
\begin
\label
\end
代入\eqref,得
\begin
s(e)= n\ln n-\frac\ln \frac - \frac\ln \frac
\label
\end
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