페르미 에너지 란?

Send

물리학에있어서 에너지의 개념은 까다로운 것이며, 많은 다른 의미와 많은 가능한 상황에 의존합니다. 예를 들어, 원자와 입자를 말할 때 에너지는 전기 에너지, 열 에너지 및 빛 에너지와 같은 여러 형태로 나타납니다.

그러나 훨씬 더 복잡하고 위험한 영역 인 양자 역학 분야에 들어가면 상황이 더욱 까다로워집니다. 이 영역에서 과학자들은 페르미 에너지 (Fermi Energy)와 같은 개념에 의존하는데,이 개념은 일반적으로 절대 영점 온도에서 페르미온 시스템에서 가장 많이 차지하는 양자 상태의 에너지를 의미합니다.

Fermions :

Fermions는 유명한 20 세기 이탈리아 물리학 자 Enrico Fermi에서 이름을 take습니다. 이들은 일반적으로 물질과 관련된 아 원자 입자이고, 보손과 같은 아 원자 입자는 힘 운반체 (중력, 핵력, 전자기파 등과 관련됨)입니다. 배제 원리, 이는 두 개의 fermions가 동일한 (한입 자) 양자 상태를 점유 할 수 없음을 나타냅니다.

많은 fermion (금속의 전자와 같은)을 포함하는 시스템에서 각 fermion은 서로 다른 양자 번호를 갖습니다. 페르미 에너지는 개념적으로 고체의 전기 및 열 특성을 결정하는 데 중요합니다. 절대 영점 (-273.15 ° C)에서 Fermi 수준의 값을 Fermi 에너지라고하며 각 고체에 대한 상수입니다. 페르미 레벨은 고체가 데워지고 전자가 고체에 추가되거나 제거 될 때 변한다.

페르미 에너지 계산 :

페르미온 시스템이 가질 수있는 가장 낮은 에너지 (즉, 가능한 가장 낮은 페르미 에너지)를 결정하기 위해 먼저 상태를 동일한 에너지를 가진 세트로 그룹화하고 에너지를 증가시켜 이러한 세트를 순서화합니다. 빈 시스템으로 시작하여, 우리는 한 번에 하나씩 입자를 추가하고, 가장 낮은 에너지로 비어있는 양자 상태를 연속적으로 채 웁니다.

모든 입자를 넣었을 때 페르미 에너지는 가장 높은 점유 상태의 에너지입니다. 이것이 의미하는 바는 금속을 거의 영하 온도 (0 켈빈)까지 냉각하여 금속에서 가능한 모든 에너지를 추출하더라도 금속의 전자가 여전히 움직이고 있다는 것입니다. 가장 빠른 것은 페르미 에너지와 같은 운동 에너지에 해당하는 속도로 움직입니다.

신청 :

페르미 에너지는 응축 물질 물리학의 중요한 개념 중 하나입니다. 예를 들어 금속, 절연체 및 반도체를 설명하는 데 사용됩니다. 초전도체의 물리학, 저온 헬륨 (정상 및 초 유체 3He)과 같은 양자 액체의 물리학에서 매우 중요한 양이며 핵 물리학에서 중력 붕괴에 대한 백색 왜성 별의 안정성을 이해하는 것이 매우 중요합니다 .

혼란스럽게도“페르미 에너지”라는 용어는 종종 다르지만 밀접하게 관련된 개념 인 페르미 레벨 (화학 전위라고도 함)을 설명하는 데 사용됩니다. Fermi 에너지와 화학 전위는 절대 영점에서 동일하지만 다른 온도에서는 다릅니다.

우리는 여기 Space Magazine에서 양자 물리학에 관한 많은 흥미로운 기사를 썼습니다. 보어 원자 모델이란 무엇입니까?, 양자 얽힘 설명, 전자 구름 모델은 무엇입니까, 이중 슬릿 실험은 무엇입니까?, 루프 양자 밀도는 무엇입니까? 양자 원리 통합 – 4 차원으로 흘러가는 것.

Fermi Energy에 대한 자세한 내용을 보려면 Hyperphysics and Science World의 기사를 확인하십시오.

또한 양자 역학에 관한 천문학 캐스트 전체 에피소드를 기록했습니다. 138 화 Quantum Mechanics

출처 :