Bloch T3/2 law
简介
铁磁体或亚铁磁体的自发磁化强度随温度的升高而减小，在T≥0 K下，自发磁化强度MS随温度T的这种变化表现为T3/2的形式.这一关系是Bloch于1930年首先用自旋波理论导出的.因此，通常称为Bloch T3/2定律.
Bloch的自旋波理论最初是从Heisenberg的交换作用模型导出的.为了计算方便，他假设每个原子上只有 一个对磁矩有贡献的自旋.当系统处于基态时(在0 K)，各电子的自旋完全沿同方向取向，磁矩达到绝对饱和.当温度上升时，有少量电子自旋反向.由于晶格的平移对称性，反向的自旋不是固定在某几个电子上，而是以波的形式在晶格中传播，此即所谓自旋波.自旋波的存在已为实验所证明.因此，自旋波不仅是一种自旋运动的理论模式，而且是一种客观存在的物质运动形式. 根据Bloch的计算，对于简立方晶体，自旋波能量可近似表示为
其中A为交换积分，k为自旋波矢，a为晶格常数.利用上面的能量关系，根据自旋波所遵守的Bose统计规律，不难得到
上式即为Bloch T3/2定律，其中M0＝NμB为绝对饱和磁化强度，asw为与材料有关的比例系数.
Bloch的自旋波理论没有考虑自旋波之间的相互作用，因而只适合于低温范围.
Foner和Thompson用振动样品磁强计在40～120 K范围内测量了Ni的磁矩σS随温度T的变化，得到
其中a=6.0×10-6±20%，这就在实验上证明了Bloch T3/2定律.
对于过渡金属，应采用巡游电子模型.巡游电子模型的自旋波理论是Herring和Kittel建立起来的. 他们最先用无规相近似(RPA)导出了金属中的自旋波色散关系并同样得出了Bloch T3/2定律，可见，Bloch T3/2定律是铁磁物质在低温下所普遍遵守的规律.