Fermi-Dirac-statistik
Fermi-Dirac-statistik er en gren af kvantestatistik. Den er opkaldt efter Enrico Fermi og Paul Dirac. Den bruges til at beskrive den makroskopiske tilstand af et system, der består af mange ensartede partikler (Fermioner). Et eksempel er at beskrive elektronernes tilstand i metaller og halvmetaller for at beskrive elektrisk ledningsevne.
Fermi-Dirac-statikken bygger på følgende forudsætninger:
- Ingen af partiklernes tilstande kan indeholde mere end én partikel (kendt som Pauli-eksklusionsprincippet)
- Udveksling af en partikel med en anden lignende partikel vil ikke føre til en ny tilstand, men vil give den samme tilstand (kendt som identiske partikler).
Fermi-fordelingen fortæller, med hvilken sandsynlighed en Fermi-gas ved en given temperatur og et givet energiniveau vil have en partikel i den givne tilstand.
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er Fermi-Dirac-statistik?
Svar: Fermi-Dirac-statistik er en gren af kvantestatistik, der bruges til at beskrive den makroskopiske tilstand af et system bestående af mange ensartede partikler.
Sp: Hvem er Fermi-Dirac-statistikken opkaldt efter?
Svar: Fermi-Dirac-statistikken er opkaldt efter Enrico Fermi og Paul Dirac.
Spørgsmål: Hvad er et eksempel på et system, der kan beskrives ved hjælp af Fermi-Dirac-statistik?
A: Et eksempel på et system, der kan beskrives ved hjælp af Fermi-Dirac-statistik, er elektronernes tilstand i metaller og halvmetaller med henblik på at beskrive elektrisk ledningsevne.
Sp: Hvilke antagelser er der gjort i Fermi-Dirac-statistik?
Svar: Fermi-Dirac-statistik bygger på to antagelser: 1) ingen af partiklernes tilstande kan indeholde mere end én partikel (kendt som Pauli-eksklusionsprincippet), og 2) udskiftning af en partikel med en anden lignende partikel vil ikke føre til en ny tilstand, men vil give den samme tilstand (kendt som identiske partikler).
Spørgsmål: Hvad fortæller Fermi-fordelingen os?
Svar: Fermi-fordelingen fortæller os, med hvilken sandsynlighed en Fermi-gas ved en given temperatur og et givet energiniveau vil have en partikel i den givne tilstand.
Spørgsmål: Hvad er et andet navn for Pauli-eksklusionsprincippet?
A: Pauli-eksklusionsprincippet er også kendt som udelukkelsesprincippet.
Spørgsmål: Hvad er en Fermi-gas?
Svar: En fermi-gas er en gruppe fermioner, der befinder sig ved en tilstrækkelig lav temperatur til at udvise kvanteeffekter.
