Термодинамика и статистическая физика. Розман Г.А. - 132 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

132
Число фазовых ячеек равно:
,
3
4
3
3
h
V
pg
n
π
=
откуда
,
2
3
)2(
1
3
4
2
1
2
3
3
dEEm
h
Vdg
n
π
=
где сделан переход от импульса к энергии частиц идеального газа.
Составим условие (*), перейдя от суммирования к интегрирова-
нию и подставляя значение несобственного интеграла:
()
.1
2
3
0
2
3
>>
hn
mkT
π
Из полученного условия следует, что идеальный газ менее вы-
рожден, то есть является классическим идеальным газом, чем выше
его температура, чем больше масса его частиц, чем меньше плотность
этих частиц.
Графический анализ функции распределения
ФермиДирака
Получим важные сведения о квантовом газе из фермионов, прове-
дя графический анализ функции (101). Из курса термодинамики извест-
но (3-е Начало), что абсолютный нуль недостижим. Но при анализе фун-
кции
ДФ
ρ
будем предполагать, что у газа фермионов равновесная тем-
пература может быть равна 0 К (к тому же, как будет показано далее, в
некоторых вопросах курса даже комнатные температуры можно счи-
тать близкими к абсолютному нулю).
Итак, рассмотрим несколько случаев, общим для которых являет-
ся предположение, что
Θ
=0 .
Случай 1. Пусть
Θ
=0 , а
0>
μ
, но
.E<
μ
Тогда
(
)
0>
μ
E и
0
1
1
.exp. =
+
==
Θ
ДФ
E
ρ
μ
Полученный результат нужно истолковать так: в рассматривае-
мом случае 1 все энергетические состояния свободны, так как вероят-
ность их заполнения равна нулю.
                                                                        132
     Число фазовых ячеек равно:
                                     4     V
                              gn =     π p3 3 ,
                                     3     h
откуда
                                               3     1
                          4     1        3
                     dg n = πV 3 ( 2m ) 2 E 2 dE ,
                          3    h         2
где сделан переход от импульса к энергии частиц идеального газа.
      Составим условие (*), перейдя от суммирования к интегрирова-
нию и подставляя значение несобственного интеграла:
                                         3
                              (2πmkT ) 2     >> 1.
                                n0 h 3
     Из полученного условия следует, что идеальный газ менее вы-
рожден, то есть является классическим идеальным газом, чем выше
его температура, чем больше масса его частиц, чем меньше плотность
этих частиц.

         Графический анализ функции распределения
                      Ферми – Дирака

      Получим важные сведения о квантовом газе из фермионов, прове-
дя графический анализ функции (101). Из курса термодинамики извест-
но (3-е Начало), что абсолютный нуль недостижим. Но при анализе фун-
кции ρ Ф− Д будем предполагать, что у газа фермионов равновесная тем-
пература может быть равна 0 К (к тому же, как будет показано далее, в
некоторых вопросах курса даже комнатные температуры можно счи-
тать близкими к абсолютному нулю).
     Итак, рассмотрим несколько случаев, общим для которых являет-
ся предположение, что Θ =0 .
     Случай 1. Пусть Θ =0 , а μ > 0 , но μ < E . Тогда   (E − μ ) > 0   и
             E −μ                               1
                  → ∞.    exp ∞ = ∞.   ρФ− Д =      =0
               Θ                               ∞ +1
     Полученный результат нужно истолковать так: в рассматривае-
мом случае 1 все энергетические состояния свободны, так как вероят-
ность их заполнения равна нулю.