(3060) סוספטיבליות מגנטית של טבעת 2012A

הנח\הניחי אלקטרון בעל מסה \( m \) , מטען \( e \) , ויחס גירומגנטי g בטבעת חד מימדית בעלת אורך \( L \) .
הטבעת מצויה בשדה מגנטי אחיד. השטף דרך הטבעת הוא \( \Phi = [L^2/(4\pi)]\mathcal{B} \) .
המערכת הוכנה בטמפרטורה אפס, ז"א שהיא מצויה במצב היסוד.
המגנטיזציה M  של המערכת מוגדרת דרך הנגזרת הראשונה של האנרגיה לפי השדה המגנטי.
הסוספטיביליות \( \chi \) של המערכת מוגדרת דרך הנגזרת השניה של האנרגיה בשדה שואף לאפס.
שים לב שאלקטרונים הם פרמיונים בעלי ספין חצי המקיימים את עקרון האיסור של פאולי.
  1. מצא\י את הסוספטיבליות המגנטית של המערכת עבור אלקטרון יחיד.
  2. הסבר\הסבירי באיזה מובן האפקט הוא דיאמגנטי.
  3. מה יהיה האפקט של נוכחות מפזר על התוצאה שמצאת.
  4. חזור על סעיף (1) עבור 3 אלקטרונים.
  5. במקרה האחרון - מה המגנטיציה של המערכת בשדה שואף לאפס.
  6. כיצד היתה משתנה תשובתך אם השטף המגנטי היה מרוכז במרכז הטבעת.