PX284 - E2 - two-level system (revisited)

__________+Δ2EΔ__________Δ2 Z=iexp(βEi)=exp(βΔ2)+exp(βΔ2)=2cosh(βΔ2)lnZ=ln[2cosh(βΔ2)] U=dlnZdβ=Δ22sinh(βΔ2)2cosh(βΔ2)=Δ2tanh(βΔ2)

tanh function.png|500
image: wolfram

F=kBTlnZ=kBTln(2cosh(βΔ2)) S=UFT=Δ2Ttanh(βΔ2)+kBTln[2cosh(βΔ2)] ln(2cosh(βΔ2))=ln[exp(βΔ2)+exp(βΔ2)tiny](βΔ2)S=Δ2T+kBβΔ2=0 CV=(UT)V=kB(βΔ2)2sech2(βΔ2)

Pasted image 20241122105447.png