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Fermi-Dirac-Statistik
Die Fermi-Dirac-Statistik ist eine Methode aus der Quantenphysik, die die erwartete Anzahl von Fermionen beschreibt, die eine bestimmte Energie haben.
Erläuterung
Die F-D-Statistik gilt für identische Teilchen mit halbzahligem Spin in einem Quantensystem mit thermodynamischem Gleichgewicht. Außerdem wird angenommen, dass diese Teilchen eine vernachlässigbare gegenseitige Wechselwirkung haben. Die Anzahl der Teilchen n im Zustand i kann dann berechnet werden mit
worin
gi Anzahl der Zustände εi Energie des Zustandes µ Chemisches Potential kB Boltzmann-Konstante T Temperatur
Das Paulische Ausschließungsprinzip besagt, dass zwei oder mehr identische Fermionen nicht gleichzeitig denselben Quantenzustand innerhalb eines Systems einnehmen können. Dies gilt z.B. für die Elektronen, die in Metallen und Halbleitern für die elektrische Leitung sorgen.
GeschichteSie ist benannt nach dem italienischen Physiker Enrico Fermi und dem britischen Quantenphysiker Paul Dirac, die beide unabhängig voneinander 1926 die Methode entdeckten. |