Физическая энциклопедия - вырожденный газ
Вырожденный газ
Поэтому темп-ра вырождения особенно велика (Т0=104 К) для электронного газа в металлах: масса эл-нов мала (=10-27 г), а их плотность в металлах очень велика (=1022-1023 см-3). Электронный газ в металлах вырожден при всех темп-pax, при к-рых металл остаётся в тв. состоянии. Для обычных ат. и мол. газов Т0 близка к абс. нулю, так что такие газы в температурной области своего существования (до темп-ры сжижения) практически всегда обладают св-вами классич.
газа. Поскольку хар-р квант. влияния тождеств. ч-ц друг на друга различен для ч-ц с целым (бозоны) и полуцелым (фермионы) спином, то поведение газа из фермионов (ферми-газа) и из бозонов (бозе-газа) также различно при вырождении. У ферми-газа (напр., электронного газа в металлах) при полном вырождении (при T=0 К) заполнены все нижние энергетич.
уровни вплоть до нек-рого максимального, наз. уровнем Ф е р м и, а все последующие остаются пустыми. При повышении темп-ры лишь малая доля эл-нов, находящихся на уровнях, близких к уровню Ферми, переходит на пустые уровни с большей энергией, освобождая уровни ниже фермиевского. При вырождении бозе-газа ч-ц с отличной от нуля массой (атомов, молекул) нек-рая доля ч-ц N?=0 системы переходит в состояние с нулевым импульсом, а следовательно, и с нулевой энергией: N?=0= N(1-(T/Т0)3/2) где N полное число ч-ц. Это явление наз. Базе Эйнштейна конденсацией. Энтропия бозе-газа S=1,28 N(T/TU)3/2 и теплоёмкость CV=l,92 N(T/T0)3/2 стремятся к нулю при Т В®0, а его давление р= 21mт3//2h-3 не зависит от объёма, т. е. бозе-газ сходен с насыщенным паром. Это объясняется тем, что ч-цы конденсата находятся в основном энертетич. состоянии (с энергией ?=0), не обладают импульсом и не вносят вклада в давление. Газ из бозонов нулевой массы (напр., газ фотонов) всегда вырожден, и классич. статистика к нему неприменима. Однако Возе Эйнштейна конденсации в нём не происходит, т. к. не существует фотонов с нулевым импульсом (фотоны всегда движутся со скоростью света). При T=0 фотонный газ перестаёт существовать. .
Вопрос-ответ:
Самые популярные термины
1 | 526 | |
2 | 447 | |
3 | 441 | |
4 | 431 | |
5 | 430 | |
6 | 420 | |
7 | 417 | |
8 | 414 | |
9 | 411 | |
10 | 407 | |
11 | 405 | |
12 | 399 | |
13 | 388 | |
14 | 388 | |
15 | 387 | |
16 | 386 | |
17 | 385 | |
18 | 383 | |
19 | 382 | |
20 | 378 |