температура вырождения
Автор Sasuke Uchiha задал вопрос в разделе Естественные науки
Что такое вырожденный электронный газ ? и получил лучший ответ
Ответ от Leonid[гуру]
Вырожденный газ - это такой, к которому неприменима классическая статистика (обычная газовая термодинамика) , потому что там существенную роль начинают играть квантовые эффекты. Скажем, фотонный газ. Фотоны подчиняются ДРУГОЙ статистике (Бозе-Эйнштейна, а не Максвелла) . Поэтому фотонный газ всегда вырожденный.
Электронный газ - это множество электронов, к которому можно применять газовые законы для описания поведения ансамбля частиц (то есть описания поведения такого газа "в среднем", а не рассматривая каждый электрон по отдельности) . Ну и почти всегда оказывается, что электроны по энергиям распределены не так, как нам говорит Максвелл, а опять же с учётом их квантово-механических свойств (статистика Ферми-Дирака) . Хороший пример - нелегированный полупроводник при умеренных температурах. Там практически все электроны имеют энергию ниже уровня Ферми, то есть распределение по энергиям носи почти что ступенчатый характер, а не колокол, как было бы для распределения Максвелла. Так что электронный газ в полупроводнике - тоже вырожденный, потому что его поведение описывается квантовыми, а не классическими, законами.
Если температура становится ОЧЕНЬ высокой, то ступенчатое распределение Ферми размазывается, и его форма становится похожей на максвелловскую. То есть вырождение снимается.
Когда атомы находятся в условиях чрезвычайно высоких температур и давлений, они теряют свои электроны. Другими словами, они полностью ионизованы. Давление такого газа определяется давлением электронов. Если плотность очень высока, все частицы вынуждены приближаться к друг другу. Электроны могут находится в состояниях с определенными энергиями, причем два электрона не могут иметь одинаковую энергию (если только их спины не противоположны). Таким образом, в плотном газе все нижние уровни энергии оказываются заполненными электронами. Такой газ называется вырожденным.
Вырожденный электронный газ
Когда атомы находятся в условиях чрезвычайно высоких температур и давлений, они теряют свои электроны. Другими словами, они полностью ионизованы. Давление такого газа определяется давлением электронов. Если плотность очень высока, все частицы вынуждены приближаться к друг другу. Электроны могут находится в состояниях с определенными энергиями, причем два электрона не могут иметь одинаковую энергию (если только их спины не противоположны). Таким образом, в плотном газе все нижние уровни энергии оказываются заполненными электронами. Такой газ называется вырожденным. В этом состоянии электроны проявляют вырожденное электронное давление, которое противодействует силам гравитации.