Fermi–Dirac-statistik

Fermi-Dirac-statistik är en gren av kvantstatistiken. Den är uppkallad efter Enrico Fermi och Paul Dirac. Den används för att beskriva det makroskopiska tillståndet hos ett system som består av många likartade partiklar (Fermioner). Ett exempel är att beskriva elektronernas tillstånd i metaller och halvmetaller för att beskriva elektrisk ledningsförmåga.

Fermi-Dirac-statistiken bygger på följande antaganden:

  • Ingen av partiklarnas tillstånd kan innehålla mer än en partikel (Pauli-principen).
  • Att byta ut en partikel mot en annan liknande partikel leder inte till ett nytt tillstånd, utan ger samma tillstånd (så kallade identiska partiklar).

Fermi-fördelningen anger med vilken sannolikhet en Fermi-gas, vid en given temperatur och energinivå, kommer att ha en partikel i ett visst tillstånd.

Frågor och svar

F: Vad är Fermi-Dirac-statistik?


S: Fermi-Dirac-statistik är en gren av kvantstatistiken som används för att beskriva det makroskopiska tillståndet hos ett system som består av många liknande partiklar.

F: Vem är Fermi-Dirac-statistiken uppkallad efter?


S: Fermi-Dirac-statistiken är uppkallad efter Enrico Fermi och Paul Dirac.

F: Vad är ett exempel på ett system som kan beskrivas med hjälp av Fermi-Dirac-statistik?


S: Ett exempel på ett system som kan beskrivas med hjälp av Fermi-Dirac-statistik är elektronernas tillstånd i metaller och halvmetaller för att beskriva elektrisk ledningsförmåga.

F: Vilka antaganden görs i Fermi-Dirac-statistiken?


S: Fermi-Dirac-statistiken bygger på två antaganden: 1) Ingen av partikelns tillstånd kan rymma mer än en partikel (den s.k. Pauli-exklusionsprincipen) och 2) att byta ut en partikel mot en annan liknande partikel leder inte till ett nytt tillstånd, utan ger samma tillstånd (s.k. identiska partiklar).

F: Vad säger Fermi-fördelningen om oss?


S: Fermi-fördelningen talar om med vilken sannolikhet en Fermi-gas, vid en given temperatur och energinivå, kommer att ha en partikel i det givna tillståndet.

F: Vad är ett annat namn för Pauli-exkluderingsprincipen?


S: Pauli-exkluderingsprincipen är också känd som uteslutningsprincipen.

F: Vad är en Fermi-gas?


Svar: En Fermi-gas är en grupp fermioner som befinner sig vid en tillräckligt låg temperatur för att uppvisa kvanteffekter.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3