费米气体

✍ dations ◷ 2025-09-02 12:24:33 #费米气体
在物理学中,费米气体(Fermi gas),又称为自由电子气体(free electron gas)、费米原子气体,是一个量子统计力学中的理想模型,指的是一群不相互作用的费米子。费米气体是理想气体的量子力学版本。在金属内的电子、在半导体内的电子或在中子星里的中子,都可以被视为近似于费米气体。处于热力平衡的费米气体里,费米子的能量分布,是由它们的数目密度(number density)、温度、与尚存在能量量子态集合,依照费米-狄拉克统计的方程而表征。泡利不相容原理阐明,不允许两个或两个以上的费米子占用同一个量子态。因此,在绝对零度,费米气体的总能量大于费米子数量与单独粒子基态能量的乘积,并且,费米气体的压力,称为“简并压力”,不等于零。这与经典理想气体的现象有很明显的不同。简并压力使得中子星或白矮星能够抵抗万有引力的压缩,因而得到稳定平衡,不致向内爆塌。在低温下,玻色原子气体可以形成玻色-爱因斯坦凝聚(Bose-Einstein condensation, BEC),这是由爱因斯坦在1925年的理论而预言的。费米子由于泡利不相容原理,不能形成BEC。但可通过Feshbach共振,利用磁场调节费米原子间的相互作用,使费米子配对转变成玻色型粒子而形成BEC。由于前述定义忽略了粒子与粒子之间的相互作用,费米气体问题约化为研究一群独立的费米子的物理行为的问题。这问题本身相当容易解析。一些更深奥,更进阶,更精密的理论,牵涉到粒子与粒子之间的互相作用的理论(像费米液体理论或相互作用的摄动理论),时常会以费米气体问题为研究的开端。

相关

  • 身心病人体解剖学 - 人体生理学 组织学 - 胚胎学 人体寄生虫学 - 免疫学 病理学 - 病理生理学 细胞学 - 营养学 流行病学 - 药理学 - 毒理学身心医学(英语:Psychosomatic medicine),
  • 美国体育与其它国家一样,体育在美国是民族文化一个重要的组成部分。美国体育与其它地区相比有很大的不同。首先美国人喜欢一些特别在美国流行的体育项目,例如与美式足球、棒球、篮球和
  • X射线衍射X光散射技术或X射线衍射技术(英语:X-ray scattering techniques)是一系列常用的非破坏性分析技术,可用于揭示物质的晶体结构、化学组成以及物理性质。这些技术都是以观测X射线穿
  • 窗帘帘,俗称帘子,是提供遮蔽及保护的用品。传统的帘有布、丝绸、纱、木、竹等材质,也有以串珠制成的。现代的帘除了有传统的材料外,还有塑胶、人造纤维和防火材料。窗帘是常见的一种
  • 佩皮二世佩皮二世(Pepy II)(前2284年-前2184年),埃及第六王朝法老(公元前2278年—公元前2184年在位),据记载其在位长达94年,是世界历史上在位时间最长的君主。佩皮二世执政时期,埃及古王国时
  • RNA酶核糖核酸酶(英语:ribonuclease,常用缩写:RNase)或称RNA酶,是一种可将RNA水解成小分子组成的核酸酶(nuclease)。可粗分为核糖核酸内切酶(endoribonuclease)与核糖核酸外切酶(exoribonucl
  • 查理查理(Charlie)是一个常见的名字,是查尔斯(Charles)的昵称形式。
  • 海底高原海底高原,也称“海台”,是海底的大型平坦区域,相对较周围海床的水平高。虽然许多海底高原由大陆地壳组成,但是一些高原是海底大型火成岩的遗迹。地质学家认为火成岩海底高原是发
  • 蒙特利尔犹太人屠杀纪念馆坐标:45°29′20.8″N 73°38′11.3″W / 45.489111°N 73.636472°W / 45.489111; -73.636472纳粹集中营转移营比利时:布伦东克堡垒 · 梅赫伦转移营法国:居尔集中营 · 德朗
  • 泰定帝泰定:1324年-1328年二月元泰定帝也孙铁木儿(蒙古语: ᠶᠢᠰᠦᠨᠲᠡᠮᠦᠷ,鲍培转写:Yisüntemür qaγan,西里尔字母:Есөнтөмөр хаан;1293年11月28日-1328年8月15日)是