Глава 6. Спиновая температура в магнетизме и магнитном резонансе
§ 1. Введение
Мы уже пользовались понятием спиновой температуры в гл. 5 при обсуждении явления релаксации. Это понятие было введено Казимиром и дю-Пре [1] для термодинамического описания экспериментов Гортера и сотр. по парамагнитной релаксации. Ван Флек [2] впервые применил представление о спиновой температуре в подробном расчете времен релаксации парамагнитных ионов методами статистической механики. В этом расчете, а также в общем анализе статических свойств парамагнитных атомов методами статистической механики [3] он отметил и особо подчеркнул тот факт, что разложение статистической суммы 
по степеням 
позволяет найти 
не прибегая к вычислению собственных значений энергии и собственных функций гамильтониана. Очевидно, первым это свойство использовал Валлер [4]. Зная статистическую сумму, можно вычислить все статические характеристики системы, такие, как теплоемкость, энтропия, намагниченность и энергия. Например, средняя энергия системы Е при температуре Т определяется формулой
В 1955 г. в одной из наиболее важных работ, когда-либо опубликованных по магнитному резонансу, Редфилд [5] показал, что общепринятая теория насыщения не в состоянии объяснить экспериментальные факты по ядерному магнитному резонансу в твердых телах и, по существу, противоречит второму закону термодинамики. Он нашел способ простого описания явления насыщения в твердых телах, обратившись к представлению о спиновой температуре в системе координат, вращающейся синхронно с переменным полем 
Чтобы понять его идеи, следует разобраться в некоторых явлениях, известных до открытия магнитного резонанса, например таких, как адиабатическое размагничивание.
Начнем данную главу с описания простого эксперимента, демонстрирующего несостоятельность доредфилдовской теории магнитного резонанса. Обсудим применения понятия спиновой
температуры в нерезонансных случаях, обоснуем возможность его применения во вращающейся системе координат. Затем рассмотрим теорию насыщения Редфилда в твердых телах.
