Ферми энергия - meaning and definition. What is Ферми энергия
Diclib.com
ChatGPT AI Dictionary
Enter a word or phrase in any language 👆
Language:

Translation and analysis of words by ChatGPT artificial intelligence

On this page you can get a detailed analysis of a word or phrase, produced by the best artificial intelligence technology to date:

  • how the word is used
  • frequency of use
  • it is used more often in oral or written speech
  • word translation options
  • usage examples (several phrases with translation)
  • etymology

What (who) is Ферми энергия - definition

УВЕЛИЧЕНИЕ ЭНЕРГИИ ОСНОВНОГО СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ ПРИ ДОБАВЛЕНИИ ОДНОЙ ЧАСТИЦЫ; ЭКВИВАЛЕНТНО ХИМИЧЕСКОМУ ПОТЕНЦИАЛУ СИСТЕМЫ В ЕЁ ОСНОВНОМ С
Уровень Ферми; Ферми энергия; Ферми-энергия; Скорость Ферми; Ферми уровень; Ферми-уровень

Ферми энергия         

ферми-уровень, значение энергии, ниже которой все энергетические состояния частиц вырожденного газа (См. Вырожденный газ), подчиняющихся статистике ферми - Дирака (Фермионов), при абсолютном нуле температуры заняты (см. Статистическая физика). Существование Ф. э. - следствие Паули принципа, согласно которому в состоянии с определённым импульсом p не может находиться более (2s + 1) частиц (s - Спин частицы). Ф. э. совпадает со значениями химического потенциала (См. Химический потенциал) газа фермионов при Т = 0 К. Ф. э. EF можно выразить через число n частиц газа в единице объёма: , где m - масса частицы. Величина pF = называется ферми импульсом, или граничным импульсом. При Т = 0 К все состояния с импульсами р < pF заняты частицами, а с р > pF - свободны. Иными словами, при Т = 0 К фермионы занимают в импульсном пространстве состояния внутри сферы p2 = 2mEF с радиусом pF (ферми-сферы). При нагревании некоторые частицы переходят из состояния с р < pF в состояние с р > pF. Внутри ферми-сферы появляются свободные места, называемые дырками. Величина vF = pF/m = , называется ферми-скоростью (или граничной скоростью), определяет верхнюю границу скоростей фермионов при Т = 0 К.

Вырожденный газ электронов проводимости в твёрдом теле при Т = 0 К заполняет в импульсном пространстве поверхности более сложной формы (см. Ферми поверхность).

Лит.: Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Статистическая физика, 2 изд., М., 1964 (Теоретическая физика, т. 5).

М. И. Каганов.

ФЕРМИ-ЭНЕРГИЯ         
энергия, ниже которой при Т = ОК все энергетические состояния частиц, подчиняющихся Ферми - Дирака статистике, заняты, а выше - свободны.
Энергия Ферми         
Энергия (уровень) Фе́рми (E_F) системы невзаимодействующих фермионов — это увеличение энергии основного состояния системы при добавлении одной частицы. Энергия Ферми эквивалентна химическому потенциалу системы в её основном состоянии при абсолютном нуле температур. Энергия Ферми может также интерпретироваться как максимальная энергия фермиона в основном состоянии при абсолютном нуле температур. Энергия Ферми — одно из центральных понятий физики твёрдого тела.

Wikipedia

Энергия Ферми

Энергия (уровень) Фе́рми ( E F {\displaystyle E_{F}} ) системы невзаимодействующих фермионов — это увеличение энергии основного состояния системы при добавлении одной частицы. Энергия Ферми эквивалентна химическому потенциалу системы в её основном состоянии при абсолютном нуле температур. Энергия Ферми может также интерпретироваться как максимальная энергия фермиона в основном состоянии при абсолютном нуле температур. Энергия Ферми — одно из центральных понятий физики твёрдого тела.

Для нерелятивистских невзаимодействующих частиц со спином 1/2 в трёхмерном пространстве

E F = 2 2 m 0 ( 3 π 2 N V ) 2 / 3 , {\displaystyle E_{\text{F}}={\frac {\hbar ^{2}}{2m_{0}}}\left({\frac {3\pi ^{2}N}{V}}\right)^{2/3},}

Название дано в честь итальянского физика Энрико Ферми. Здесь {\displaystyle \hbar } - приведенная постоянная Планка, m 0 {\displaystyle m_{0}} - масса фермиона, N / V {\displaystyle N/V} - концентрация частиц.

Фермионы — частицы с полуцелым спином, обычно 1/2, такие, как электроны — подчиняются принципу запрета Паули, согласно которому две одинаковые частицы, образуя квантово-механическую систему (например, атом), не могут принимать одно и то же квантовое состояние. Следовательно, фермионы подчиняются статистике Ферми — Дирака. Основное состояние невзаимодействующих фермионов строится начиная с пустой системы и постепенного добавления частиц по одной, последовательно заполняя состояния в порядке возрастания их энергии (например, заполнение электронами электронных орбиталей атома). Когда необходимое число частиц достигнуто, энергия Ферми равна энергии самого высокого заполненного состояния (или самого низкого незанятого состояния: в случае макроскопической системы различие неважно). Поэтому энергию Ферми называют также уровнем Фе́рми. Частицы с энергией, равной энергии Ферми, двигаются со скоростью, называемой скоростью Фе́рми.

В свободном электронном газе (квантово-механическая версия идеального газа фермионов) квантовые состояния могут быть помечены согласно их импульсу. Нечто подобное можно сделать для периодических систем типа электронов, движущихся в атомной решётке металла, используя так называемый квазиимпульс (Частица в периодическом потенциале). В любом случае состояния с энергией Ферми расположены на поверхности в пространстве импульсов, известной как поверхность Ферми. Для свободного электронного газа, поверхность Ферми — поверхность сферы; для периодических систем она вообще имеет искаженную форму. Объём, заключённый под поверхностью Ферми, определяет число электронов в системе, и её топология непосредственно связана с транспортными свойствами металлов, например, электрической проводимостью. Поверхности Ферми большинства металлов хорошо изучены экспериментально и теоретически.