王洪吉

（天津理工大学理学院，天津300391）

0 引言

众所周知，纳米尺度的物质包含的原子非常多，因此不能直接利用量子力学来讨论．但这种尺度的物质又不能摆脱量子效应的影响，不单纯服从宏观的经典物理理论．截至目前为止，还没有一种非常适合纳米尺度的物理学理论．纳米材料有几种效应：小尺寸效应﹑表面效应﹑量子尺寸效应﹑宏观量子隧道效应和介电限域效应等．笔者认为，在这些效应中，小尺度效应，也就是纳米尺度效应，是最基本的和最重要的效应，因为它是产生和引起其它效应的根源．由于纳米尺度效应，纳米材料的力学、电磁学、光学、热学等性质发生了根本的改变．笔者认为，纳米物质的电磁学性质的改变是最基本的，其它力学、热学、光学等性质的改变是由于电磁学性质的改变引起的．

本文中介绍介质的极化磁化新方程，研究纳米材料的极化、磁化、简并和相变，给出纳米尺度的极化磁化方程、电子自旋的数学和物理模型，研究二维纳米材料和石墨烯传导电子自旋的原因．

1 极化磁化新方程

在经典电磁理论中，有关于介质极化和磁化的方程．如

式中P和M 分别为介质的极化强度和磁化强度，c为真空中的光速，ρp和Ji分别为介质的极化电荷密度和诱导电流密度．根据（1）式和（2）式，笔者曾利用八元数方法给出新的极化和磁化方程［1－4］Δ

（3）式说明磁化过程中不会产生磁荷，磁荷的不存在从一个侧面证明了（3）式的正确性．（4）式说明变化的……