Наука мрежа лента структура на енергийния спектър на електрон в твърди тела

Ферми N7Energiya. Изчислява се стойността на енергията на Ферми и температурата на дегенерацията на хелий-3 Той в течно състояние и газообразно състояние при атмосферно налягане. Плътността на течност 3 Който приема като равни.

Забележка. атоми хелий съществуват в две състояния на стабилна изотопен 3 Той и 4 Той от масите 3 и 4 в атомни единици. Структурата на електронен слой: 1-ци 2. хелиеви атоми имат малък радиус и много малка диполен момент. Следователно, ван дер Ваалс взаимодействие между атомите, е много ниска и хелий газ е почти идеален газ с много ниска точка на оросяване. Точката на кипене на течността 3 Той при атмосферно налягане - 3,34K (He- 4 4.2 К).

Ядрената завъртане на 4 Той е нула, така че атомите, образуват 4 Той Bose газ или Bose течност. ядро завъртане на 3 Той е 1/2 и 3 Той атоми са фермиони, а се покоряват Статистика на Ферми-Дирак, както и електрони.

Поради малкия атомната маса и слабост на тяхното взаимодействие, де Broglie дължина на вълната от порядъка на 1K при температури сравними с interatomic разстоянието в течните атоми. Следователно, течният 4 Той и 3 И са чисто квантови обекти - квантовата течности, които не блокира, когато се охлажда до много ниски температури.

Решение. Използване на идеален газ уравнението на състоянието за определяне на концентрацията на газ хелий и зависимостта от концентрацията на Ферми енергия на частиците Ферми (2.3), получаваме

Числената стойност, получена от атмосферно налягане и стайна температура. Тази ниска температура хелий дегенерация означава, че хелий при условия на околната среда е чисто класически газ се подчинява на разпределението на Максуел-Болцман.

Течен хелий. чиято концентрация е равна на стойността на енергията на Ферми е дегенерация на температурата е няколко единици градуса Келвин, което означава, че течен хелий е дегенерат.

Отговор. За хелий газ е енергия изроденост температурата на Ферми - течен хелий:

Ферми N8Energiya. Изчислете Ферми енергия на свободни електрони в модела на Na, К, Al, ако теглото на плътност и молекулни на тези елементи са, съответно:

Решение. От отношенията (2.3) и (2.5)