Fermin–Diracin statistiikka
Fermi-Dirac-tilasto on kvanttitilaston osa-alue. Se on nimetty Enrico Fermin ja Paul Diracin mukaan. Sitä käytetään kuvaamaan monista samankaltaisista hiukkasista (Fermioneista) koostuvan systeemin makroskooppista tilaa. Esimerkkinä tästä on elektronien tilan kuvaaminen metalleissa ja puolimetalleissa sähkönjohtavuuden kuvaamiseksi.
Fermi-Dirac-statistiikassa tehdään seuraavat oletukset:
- Yksikään hiukkasten tiloista ei voi pitää sisällään enempää kuin yhden hiukkasen (tunnetaan nimellä Paulin poissulkemisperiaate).
- Hiukkasen vaihtaminen toiseen samanlaiseen hiukkaseen ei johda uuteen tilaan, vaan antaa saman tilan (tunnetaan nimellä identtiset hiukkaset).
Fermi-jakauma kertoo, millä todennäköisyydellä Fermi-kaasun hiukkanen on tietyssä lämpötilassa ja energiatasolla tietyssä tilassa.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on Fermi-Diracin tilasto?
V: Fermi-Diracin tilastotiede on kvanttitilastoinnin haara, jota käytetään kuvaamaan monista samankaltaisista hiukkasista koostuvan systeemin makroskooppista tilaa.
K: Kenen mukaan Fermi-Dirac-tilasto on nimetty?
V: Fermi-Dirac-tilasto on nimetty Enrico Fermin ja Paul Diracin mukaan.
K: Mikä on esimerkki systeemistä, jota voidaan kuvata Fermi-Diracin tilastolla?
V: Yksi esimerkki systeemistä, jota voidaan kuvata Fermi-Diracin tilastojen avulla, on elektronien tila metalleissa ja puolimetalleissa sähkönjohtavuuden kuvaamiseksi.
K: Mitä oletuksia Fermi-Diracin tilastossa tehdään?
V: Fermi-Diracin tilastossa tehdään kaksi oletusta: 1) mihinkään hiukkasten tilaan ei voi mahtua useampi kuin yksi hiukkanen (tunnetaan nimellä Paulin poissulkemisperiaate) ja 2) hiukkasen vaihtaminen toiseen samanlaiseen hiukkaseen ei johda uuteen tilaan, vaan antaa saman tilan (tunnetaan nimellä identtiset hiukkaset).
Kysymys: Mitä Fermin jakauma kertoo meille?
V: Fermi-jakauma kertoo meille, millä todennäköisyydellä Fermi-kaasussa on tietyssä lämpötilassa ja energiatasolla hiukkanen tietyssä tilassa.
K: Mikä on toinen nimi Pauli-ulkonäkökulmaperiaatteelle?
V: Paulin poissulkemisperiaate tunnetaan myös nimellä poissulkemisperiaate.
K: Mikä on Fermi-kaasu?
A: Fermikaasu on ryhmä fermioneja, jotka ovat riittävän alhaisessa lämpötilassa, jotta niissä voi esiintyä kvanttiefektejä.
