在本论文中,我们研究了电磁场中自旋1/2粒子的魏格纳函数。协变的魏格纳函数是在8维相空间{xμ,pμ}中定义的4维矩阵,它的各个分量可以给出粒子分布、流密度、自旋分布等物理量。从狄拉克方程出发,我们得到了魏格纳函数满足的运动方程,包括狄拉克方程形式的一阶微分方程以及克莱因-高登方程形式的二阶微分方程,这些方程都是狄拉克空间中的矩阵方程。我们证明了,上述方程的一些分量可以由另一些导出,因此狄拉克形式以及克莱因-高登形式的方程都是可约的。在本论文中,我们提出了求解魏格纳函数的两种等价的可行方案。除了协变的魏格纳函数以外,我们还简要介绍了等时魏格纳函数,它是时间以及六维相空间{x,p}坐标的函数。等时魏格纳函数可以直接通过对协变的魏格纳函数进行能量的积分得到,它不再是洛伦兹协变的,但是在处理动力学问题上更为方便。在本文中,我们使用了等时魏格纳函数研究电场中的施温格对产生。通过标准的二次量子化步骤,我们可以在某些特定的情况下解析求解魏格纳函数。我们考虑了以下三种情形:1、自由费米子;2、手征不平衡的自由费米子;3、手征不平衡的匀强磁场中的费米子。在所有三种情况下,我们首先求解了狄拉克方程并得到一组单粒子波函数的正交完备基,并使用这一套基对场算符进行量子化,最后将量子化的场算符代入魏格纳函数的定义中。对于所有费米子,我们使用了波包近似并求解了梯度展开到最低阶的魏格纳函数。在强电场中,真空会自发衰变到粒子-反粒子对。我们使用了等时魏格纳函数研究了这一过程,在匀强电场以及匀强并且互相平行的电磁场这两种情况下,我们得到了魏格纳函数的解析解。我们也数值求解了 Sauter型电场中的对产生。对于任意的时空依赖的电磁场,狄拉克方程以及魏格纳函数无法解析求解。我们将普朗克常数h视为一个小量,对魏格纳函数以及它满足的运动方程进行了展开,这一方法被称为准经典展开。我们计算了h零阶以及一阶的魏格纳函数（它的所有分量）,其中粒子的自旋出现在一阶项中。在零阶与一阶,魏格纳函数包含四个独立的自由度,其中三个与自旋极化相关,剩下的一个是粒子数密度。对于这些自由度,我们得到了包含自旋修正的广义Bargmann-Michel-Telegdi（BMT）方程以及广义的玻尔兹曼方程。这些方程将成为未来构造自旋流体的基础。使用魏格纳函数的解析解以及准经典展开的结果,我们计算了热平衡情况下的物理量。在准经典展开中,我们在热平衡中引入了手征化学势。有质量粒子的手征化学势是无质量粒子手征化学势的直接推广,但是我们计算证明这一处理方式在手征化学势接近或小于温度时是十分有效的。另外,通过对比准经典展开的结果与匀强磁场中的解析结果,我们发现准经典展开可以比较准确地给出手征效应,如手征磁效应、手征分离效应、以及沿磁场方向的能量流。但是如果粒子质量或化学势明显大于体系的温度,准经典展开的结果将明显高估上述手征效应。我们还讨论了磁场强度对一些物理量的影响:如果我们固定热力学参数,即温度、化学势,那么净粒子数密度、能量密度以及纵向压强正比于磁场强度,同时手征荷密度以及横向压强反比与磁场强度。在本文中,我们还研究了热背景中的施温格对产生。对于Sauter型电场,总粒子对产生数正比于电场强度以及电场的持续时间。同时,增加一个平行于电场的磁场,将提高粒子对的产生率。由于泡利不相容原理,既存的粒子将会阻碍相同量子数的粒子的产生,因此粒子对产生率反比与体系的温度与化学势,我们在文中的解析结果与数值结果都证明了这一点。