Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Топ:
Марксистская теория происхождения государства: По мнению Маркса и Энгельса, в основе развития общества, происходящих в нем изменений лежит...
Интересное:
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Дисциплины:
2019-08-03 | 178 |
5.00
из
|
Заказать работу |
Бозоны и фермионы.
Электроны и другие частицы, у которых Msz равно нечетному числу ±½ħ, называются фермионами или частицами с полуцелым спином. Система тождественных фермионов описывается антисимметричной полной волновой функцией.
Частицы, у которых Msz равно нулю или целому числу ±½ħ, называются бозонными или частицами с целым спином. Система тождественных бозонов описывается симметричной волновой функцией. К бозонам относятся и фотоны,
Принцип Паули выражает особенность поведения системы тождественных фермионов: в данной системе тождественных фермионов любые два из них не могут одновременно находиться в одном и том же состоянии.
Бозоны не подчиняются принципу Паули. Для бозонов характерно то, что вероятность возникновения бозона в состоянии, в котором уже имеется n частиц, пропорциональна n. Таким образом, бозоны любят накапливаться в одном состоянии, в отличие от фермионов.
В соответствии с этим различают две квантовые статистики: Ферми-Дирака и Бозе-Эйнштейна.
Понятие о квантовых статистиках Бозе – Эйнштейна и Ферми – Дирака. Энергия Ферми. Уровень Ферми.
Основная задача квантовых статистик состоит в нахождении функции распределения частиц системы по тем или иным параметрам – координатам, импульсам, энергиям и т.п., а также отыскании средних значений этих параметров, характеризующих состояние всей системы частиц.
Функция распределения Бозе-Эйнштейна имеет вид
где <ni> - среднее число частиц, находящихся в состоянии с номером i, Ei – энергия частицы в этом состоянии, μ – так называемый химический потенциал, представляющий собой изменение энергии системы, приходящееся на одну частицу. Для систем с переменным числом частиц (к числу которых относятся системы фотонов и фононов) μ = 0. Поэтому для них справедливо распределение вида
Функция распределения Ферми-Дирака имеет вид
Для фермионов характерно никогда не занимать состояния, в котором уже находится одна частица.
Конденсация Бозе-Эйнштейна
Замедление атомов с использованием охлаждающей аппаратуры позволяет получить сингулярное квантовое состояние, известное как конденсат Бозе, или Бозе — Эйнштейна. Результатом усилий Бозе и Эйнштейна стала концепция Бозе газа, подчиняющегося статистике Бозе — Эйнштейна, которая описывает статистическое распределение тождественных частиц с целым спином, называемых бозонами. Бозоны, которыми являются, например, и отдельные элементарные частицы — фотоны, и целые атомы, могут находиться друг с другом в одинаковых квантовых состояниях. Эйнштейн предположил, что охлаждение атомов — бозонов до очень низких температур заставит их перейти (или, по-другому, сконденсироваться) в наинизшее возможное квантовое состояние. Результатом такой конденсации станет возникновение новой формы вещества.
Этот переход возникает ниже критической температуры, которая для однородного трёхмерного газа, состоящего из невзаимодействующих частиц без каких-либо внутренних степеней свободы, определяется формулой
{\displaystyle T_{c}=\left({\frac {n}{\zeta (3/2)}}\right)^{2/3}{\frac {h^{2}}{2\pi mk_{B}}},}
где Tc {\displaystyle T_{c}} — критическая температура, n{\displaystyle n} — концентрация частиц, m {\displaystyle m} — масса, {\displaystyle h}h — постоянная Планка, {\displaystyle k_{B}}kb — постоянная Больцмана, ζ(3 / 2) {\displaystyle \zeta } — дзета-функция Римана, = 2,61{\displaystyle \zeta (3/2)=2{,}6124\ldots }.
Сверхпроводимость — квантовое явление. Оно характеризуется также эффектом Мейснера, заключающемся в полном вытеснении магнитного поля из объёма сверхпроводника. Существование этого эффекта показывает, что сверхпроводимость не может быть описана просто как идеальная проводимость в классическом понимании.
Сверхтеку́честь — способность вещества в особом состоянии (квантовой жидкости), возникающем при температурах, близких к абсолютному нулю (термодинамическая фаза), протекать через узкие щели и капилляры без трения.
Билет №10.
См фоки на телефоне
Бозоны и фермионы.
Электроны и другие частицы, у которых Msz равно нечетному числу ±½ħ, называются фермионами или частицами с полуцелым спином. Система тождественных фермионов описывается антисимметричной полной волновой функцией.
Частицы, у которых Msz равно нулю или целому числу ±½ħ, называются бозонными или частицами с целым спином. Система тождественных бозонов описывается симметричной волновой функцией. К бозонам относятся и фотоны,
Принцип Паули выражает особенность поведения системы тождественных фермионов: в данной системе тождественных фермионов любые два из них не могут одновременно находиться в одном и том же состоянии.
Бозоны не подчиняются принципу Паули. Для бозонов характерно то, что вероятность возникновения бозона в состоянии, в котором уже имеется n частиц, пропорциональна n. Таким образом, бозоны любят накапливаться в одном состоянии, в отличие от фермионов.
В соответствии с этим различают две квантовые статистики: Ферми-Дирака и Бозе-Эйнштейна.
Понятие о квантовых статистиках Бозе – Эйнштейна и Ферми – Дирака. Энергия Ферми. Уровень Ферми.
Основная задача квантовых статистик состоит в нахождении функции распределения частиц системы по тем или иным параметрам – координатам, импульсам, энергиям и т.п., а также отыскании средних значений этих параметров, характеризующих состояние всей системы частиц.
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!