核磁子

在外磁場中，原子核的自旋角動量是空間量子化的以外磁場B的方向為Z軸的正向，則核自旋角動量的空間量子化表示為

式中M是核自旋量子數，對於具有自旋量子數為I的核，M的取值為-I,-I+1，^...，I，共有2I+1個值。對於不同的核，I可能為整數或半整數或零。核自旋空間的取向可表示為

式中

，稱為核磁子，常用作核磁矩的單位。

同時有

，因此g因子與磁旋比的關係為

g因子也是一種磁旋比。 ^[1] 

一般熱力學系統，如大氣、水、土地以及物理和化學反應系統，一般只研究在温度和壓力場下的變化。實際上，存在電場、磁場或表面力場的系統，也不少見。當處於遠離地球的外空，要研究重力場的影響。研究電場和磁場下的熱力學系統不僅有學科意義而且有重要實際應用。例如，熱電效應與電場下的熱力學有關，磁鐵礦對氣温的影響與磁場下的熱力學有關，可用統計力學計算核磁矩的磁性熱力學函數，用磁場下的熱力學研究材料相變及輸運性質。實際上，磁化學和磁性材料等都與磁場下的熱力學有聯繫。磁場下的熱力學是一個經典學科，但是也存在問題。對於單組分單相不發生化學變化的系統，任意指定兩個獨立強度性質，即兩個自由度，所有強度性質都隨之而確定。如果存在磁場，則應有三個獨立強度性質。然而，不少文獻仍只選兩個獨立強度性質。例如，只選温度和磁場兩個獨立強度變數而加以證明，這是不正確的。對於單組分單相不發生化學變化的系統，一般自由度為2。如要考慮磁場，則自由度為3，只選温度和磁場強度兩個獨立強度變數，則是不正確的。磁場下單組分單相不發生化學變化的系統，應當指定三個強度性質，即温度、壓強和磁場強度，而其它所有強度性質都隨之而確定。

基於温度，壓力和磁場三個獨立強度性質，合理地導出磁場下平衡過程的熱力學的基本方程組。

對磁性核¹⁷O，³³S，⁷⁷Se磁極化和磁性熱力學函數的計算，結果表明，在磁場作用下，温度增加，則磁極化減小，磁極化能降低，焓函數和熵函數增大，吉氏函數減小，這與磁場下平衡過程的熱力學的基本特點相符合。而當磁場增加時，磁極化增大，磁極化能增加。相比之下，⁷⁷Se的核磁效應最大，這説明⁷⁷Se的核磁化有一定意義。 ^[2]