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費米氣體是什么 對于費米氣體的研究和解讀

導(dǎo)語:費米氣體是為更好描述費米子系統(tǒng)性質(zhì)而利用的理想氣體模型,是一種量子力學(xué)的模型,也被稱為自由電子氣體,指的是一群互相沒有作用的費米子,量子氣體的研究最初可以追溯到20世紀(jì)20年代,在1926年有位學(xué)者認(rèn)為熱輻射是一種特別的光子氣體,并且由此展開了研究,和探秘志一起了解一下吧。

費米氣體是什么

聽著費米氣體這個名字可能很多人想到了費米子,這里的費米氣體實際上就是利用理想氣體模型只為了更好描述費米子系統(tǒng)性質(zhì),這是一種量子力學(xué)的模型。在物理學(xué)上,費米氣體也被稱之為自由電子氣體,主要指的是一群互相沒有作用的費米子。

在周期性系統(tǒng)中,比如說在金屬原子點陣中運(yùn)動的電子,也可以使用準(zhǔn)動量的概念來更好的表述量子態(tài),不管是哪種模型,只要具有費米能的量子位于一個比較確定的曲面上面,這個面就是費米面。費米氣體的費米面是一個球面的狀態(tài),而費米面的體積也決定了系統(tǒng)中所有的電子數(shù)。

量子氣體的研究

有關(guān)量子氣體之類的研究實際上可以追溯到20世紀(jì)20年代,當(dāng)時在1926年有位學(xué)者認(rèn)為熱輻射是一種比較特別的光子氣體,并且由此展開了研究。后來他們認(rèn)為理想氣體在溫度很低的時候會凍結(jié)在盡可能低的系統(tǒng)能級上。

研究人員將得到的結(jié)論和方法進(jìn)行延伸,認(rèn)為理想氣體的溫度很低的時候會凍在盡可能低的系統(tǒng)能級上,后來又認(rèn)為只有原子的熱波長比原子間的平均距離更長的時候才會凝聚。

從五十年代以來,由基本粒子的研究發(fā)展起來的量子力學(xué)也在逐漸成熟,其中量子場論被更多人認(rèn)可,也真正進(jìn)入了量子統(tǒng)計領(lǐng)域,這位更好的研究量子體系提供了條件。

結(jié)語:現(xiàn)在量子力學(xué)已經(jīng)算是比較成熟了,很多之前不能理解的事情有了更好的解釋,當(dāng)然并不是十全十美的還是有些欠缺。

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