S * =    / * ψ     

 

 S * =    / * ψ      / [ ]][   ) 

O problema essencial na termodinâmica estatística é o de calcular a distribuição de uma dada quantidade de energia E em relação aos N sistemas.^[7] Enquanto que seu objetivo se foca em compreender e interpretar as propriedades macroscópicas dos materiais em termos das propriedades das suas partículas constituintes e das interações entre elas. Isso se dá através da ligação entre funções termodinâmicas e as equações da mecânica quântica. Três quantidades centrais em termodinâmica estatística são o teorema do limite central o fator de Boltzmann e a função de partição.

A definição mais importante de um sistema termodinâmico é a perspectiva da chamada interpretação estatística da entropia, que é definida como:

${\displaystyle �={�}_{�}\ln \mathrm{\Omega }}$

O magnetão de Bohr, referido em alguns textos como magneton de Bohr, (símbolo ) é uma constante física relacionada com o momento magnético que recebe seu nome do físico Niels Bohr. Pode ser expresso em térmos de outras constantes elementares como:

onde:

 é a carga elementar,

 é a constante de Planck reduzida,

 é a massa em repouso do elétron

No sistema internacional de unidades se valor é aproximadamente:

 = 9,274 008 99(37)·10-24 J·T-1

No sistema CGS de unidades seu valor é aproximadamente:

 = 9,274 008 99(37)·10-21 erg·G-1

•  é a massa da partícula.
•  é a carga da partícula.
•  é um vetor de três componentes do dois-por-dois das matrizes de Pauli. Isto significa que cada componente do vetor é uma matriz de Pauli.
•  é o vetor de três componentes da dinâmica dos operadores. Os componentes desses vetores são: 
•  é o vetor de três componentes do potencial magnético.
•  é o potencial escalar elétrico.

[ ]

onde k_B é constante de Boltzmann 1.38066×10⁻²³ J K⁻¹ e Ω é o número de microestados correspondentes à observação do macroestado.

Esta equação só é válida se cada microestado é igualmente acessível (cada microestado tem igual probabilidade de ocorrência).