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费米研究什么统计物理

发布时间:2022-06-14 18:45:06

Ⅰ 费米对现代物理的贡献有哪些

意大利物理学家费米是20世纪自然科学界一位独一无二的人:他既是一位思想深邃的理论家,又是一位杰出的实验家。费米一狄拉克量子统计法的创立;在现代的相互作用理论中得到进一步发展的β衰变理论的创立;中子减速效应的发现;对中子数物理学的研究;第一个原子反应堆的建成和原子能提取成功;对高能粒子的研究……这些贡献,对于20世纪以及未来的物理学,探索物质能量奥秘等方面,都有不可磨灭的贡献。他的思想,他的成就,至今依然熠熠发光。

Ⅱ 费米温度的物理意义

费米面:在k(波动向量)空间,晶体内电子能量分布为EF费米能量)的等能面,即在绝对零度时电子所能占据的最高能级在k空间的图形。每一晶体的能带在k空间的分布均可能非常复杂,能带与能带亦常有重合,低能带的最高能量可能大于高能带的最低能量,所以在费米面上不同部分的电子状态可能隶属于不同的能带,因此费米面的形状就更为复杂。由泡利不相容原理可知,只有在费米面附近的电子才有机会自由移动,许多物质的性质均由这些电子的运动决定,所以对于费米面的研究在固态物物理中是重要的课题。T=0K时,费米面以内的状态都被电子占据,而费米面以外的状态则没有电子。T≠0K时,EF,成为费米半径。实际金属的费米面,一般具有复杂形状在固体物理学中,一个由无相互作用的费米子组成的系统的费米能()表示在该系统中加入一个粒子引起的基态能量的最小可能增量。费米能亦可等价定义为在绝对零度时,处于基态的费米子系统的化学势,或上述系统中处于基态的单个费米子的最高能量。费米能是凝聚态物理学的核心概念之一。

虽然严格来说,费米能级是指费米子系统在趋于绝对零度时的化学位;但是在半导体物理和电子学领域中,费米能级则经常被当做电子或空穴化学势的代名词。一般来说,“费米能级"这个术语所代表的含义可以从上下语境中判断。

费米能以提出此概念的美籍意大利裔物理学家恩里科?费米(Enrico Fermi)的名字命名。 三维形式的推导

3考虑一个处于边长为L 的正方体内无相互作用的费米子组成的系统,其总体积 V = L。该系统的波函数可视为限制于三维无限深方形阱中,可写为:

其中

A 为波函数的归一化常数,

n、n、n 为正整数 xyz

在某一能级上一个粒子的能量为:

在绝对零度时,该费米子系统中存在具有最高能量即费米能的一个粒子,将该粒子所处的态记为n。对于具有N 个费米子的系统,其n 须满足: FF

或简化为

带入E 能量式,即得到费米能的表达式: n

Ⅲ 费米因什么研究得到诺贝尔奖 a力学 b电磁学 c相对论 d统计物理

D统计物理

Ⅳ 费米是哪个国家的物理学家

利克·费米(Enrico Fermi 1901.09.29-1954.11.28),美籍意大利着名物理学家、世界顶级学府芝加哥大学物理学教授,1938年物理诺贝尔奖得主。费米领导小组在芝加哥大学建立人类第一台可控核反应堆(芝加哥一号堆,Chicago Pile-1),人类从此迈入原子能时代。
费米在理论和实验方面都有第一流建树,这在现代物理学家中是屈指可数的。100号化学元素镄、美国芝加哥着名的费米实验室(Fermilab)、芝加哥大学的费米研究院(The Enrico Fermi Institue) 都是为纪念他而命名的。费米一生的最后几年,主要从事高能物理的研究。1949年,揭示宇宙线中原粒子的加速机制,研究了π介子、μ子和核子的相互作用,提出宇宙线起源理论。1952年,发现了第一个强子共振──同位旋四重态。1949年,与杨振宁合作,提出基本粒子的第一个复合模型。

Ⅳ 费米实验室的研究成果

费米实验室精确测定物质与反物质转换速率
设在费米实验室的国际CDF(Collider Detector at Fermilab)合作组织对物质反物质之间的超快转换进行了最精确的测量。实验发现某些B介子可以自发地转变成为反B介子然后再变回B介子,转变速度为三万亿次每秒。这一结果与粒子物理标准模型相吻合,并再次证明电荷宇称破缺的存在,而CP破缺被认为是宇宙中物质比反物质多的原因。
宇宙学家们相信,在大爆炸最初产生的物质与反物质等量。但是如果物质与反物质精确对等,则在它们湮灭之后就只能剩下光子。事实并非如此,在这个宇宙中物质比反物质要多得多。物质统治下的宇宙的客观存在说明,物质与反物质在大爆炸之后经历了不同的演化过程。在粒子物理标准模型中有一个过程叫做电荷宇称破缺(CP violation),它是造成物质、反物质命运炯异的原因。CP破缺意味着,当物理定律用之于三维反转和反物质粒子时要有所变化。
CP破缺可以用不同的方法来证明。在1964年中性发现中性K介子的过程中间接地证明了CP破缺。2001年斯坦福BaBar研究组和Belle研究组各自独立地在实验中发现了B介子的这一过程。而BaBar小组更是在2004年发现B介子与反B介子衰变的差异而“直接”证明了CP破缺。
B介子是一种由正反物质共同构成的短命粒子,它由一个夸克和一个反夸克组成。CDF的物理学家们研究物质-反物质转化的对象是Bs介子,它是由一个底夸克和一个反奇异夸克组成的。2001年在费米实验室万亿电子伏质子反质子对撞机上启动了这项称为“Tevatron Run II”的实验项目。虽然正负质子对撞机比KEK和SLAC的设备产生的强子数要多得多,但是籍此观察B介子衰变依然是一项非常艰难的工作。

Ⅵ 对一位物理学家的评论,300字左右.

意大利着名数学家、天文学家、物理学家、哲学家,是首先在科学实验的基础上融合贯通了数学、天文学、物理学三门科学的科学巨人。伽利略是科学革命的先驱,毕生把哥白尼、开普勒开创的新世界观加以证明和广泛宣传,并以自己在教会迫害下的牺牲唤起人们对日心说的公认,在人类思想解放和文明发展的过程中作出了划时代的贡献。
伽利略的主要传世之作是两本书,一本是1632年出版的《关于两个世界体系的对话》,简称《对话》,主旨是宣扬哥白尼的太阳中心说。另一本是1638年出版的《关于力学和局部运动两门新科学的谈话和数学证明》,简称《两门新科学》,书中主要陈述了他在力学方面研究的成果。伽利略在科学上的贡献主要有以下几方面:

(1)论证和宣扬了哥白尼学说,令人信服地说明了地球的公转、自转以及行星的绕日运动,他还用自制的望远镜仔细地观测了木星的4个卫星的运动,在人们面前展示了一个太阳系的模型,有力地支持了哥白尼学说。

(2)论证了惯性运动,指出维持运动并不需要外力。这就否定了亚里士多德“运动必须推动”的教条。不过伽利略对惯性运动理解还没有完全摆脱亚里士多德的影响,他也认为“维护宇宙完善秩序”的惯性运动“不可能是直线运动,而只能是圆周运动”。这个错误理解被他的同代人笛卡尔和后人牛顿纠正了。

(3)论证了所有物体都以同一加速度下落。这个结论直接否定了亚里士多德的重物比轻物下落得快的说法。两百多年后,从这个结论萌发了爱因斯坦的广义相对论。

伽利略做落体实验的比萨斜塔

(4)用实验研究了匀速运动。他通过使小球沿`斜面滚下的实验测量验证了他推出的公式:从静止开始的匀加速运动的路程和时间的平方成正比,他还把这一结果推广到自由落体运动,即倾角为90°的斜面上的运动。

(5)提出运动合成的概念,明确指出平抛运动是相互独立的水平方向的匀速运动和竖直方向的匀加速运动的合成,并用数学证明合成运动的轨迹是抛物线。他还根据这个概念计算出了斜抛运动在仰角45°时射程最大,而且比45°大或小同样角度时射程相等。

(6)提出了相对性原理的思想。他生动地叙述了大船内的一些力学现象,并且指出船以任何速度匀速前进时这些现象都一样地进行,从而无法根据它们来判断船是否在动。这个思想后来被爱因斯坦发展为相对性原理而成了狭义相对论的基本假设之一。

(7)发现了单摆的等时性并证明了单摆振动的周期和摆长的平方根成正比。他还解释了共振和共鸣现象。

此外,伽利略还研究过固体材料的强度、空气的重量、潮汐现象、太阳黑子、月亮表面的隆起与凹陷等等问题。

除了具体的研究成果外,伽利略还在研究方法上为近代物理学的发展开辟了道路 ,是他首先把实验引进物理学并赋予重要的地位,革除了以往只靠思辨下结论的恶习。他同时也很注意严格的推理和数学的运用,例如他用消除摩擦的极限情况来说明惯性运动,推论大石头和小石块绑在一起下落应具有的速度来使亚里士多德陷于自相矛盾的困境,从而否定重物比轻物下落快的结论。这样的推理就能消除直觉的错误,从而更深入地理解现象的本质,爱因斯坦和英费尔德在《物理学的进化》一书中曾评论说:“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法,是人类思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端”。

伽利略一生和传统的错误观念进行了不屈不挠的斗争,他对待权威的态度也很值得我们学习。他说过:“老实说,我赞成亚里士多德的着作,并精心地加以研究。我只是责备那些使自己完全沦为他的奴隶的人,变得不管他讲什么都盲目地赞成,并把他的话一律当作毫不能违抗的圣旨一样,而不深究其他任何依据”。

Ⅶ 解释费米-狄拉克统计和玻色-爱因斯坦统计;两种统计规则

费米-狄拉克分布
Fermi-Dirac distribution
全同和独立的费米子系统中粒子的最概然分布。简称费米分布,量子统计中费米子所遵循的统计规律。由E.费米和P.A.M.狄拉克在1926年先后提出,故名。
费米子是 自旋为半整数( 即自旋为/2,=h/2π,h是普朗克常量)的粒子,如轻子和重子,全同费米子系统中粒子不可分辨,费米子遵从泡利不相容原理,每一量子态容纳的粒子数不能超过一个。对于粒子数、体积和总能量确定的费米子系统,当温度为T时 ,处在能量为 的量子态上的平均粒子数为

式中 ;k是玻耳兹曼常量;;μ是化学势。在高温和低密度条件下 ,费米-狄拉克分布过渡到经典的麦克斯韦-玻耳兹曼分布。

玻色爱因斯坦统计法

在与经典统计性质不同的量子效应中,常常出现一些性质相同的粒子。例如我们可能须要处理一些在位置、动量和自旋等方面几乎都相同的电子;或者我们所要研究的光子它们在频率、位置、传播方向及极化等方面都相同。

对电子而言,有一个重要的限制性条件在起作用。这就是泡利不相容原理。根据这个原理,任意两个电子不允许具有相同的性质。中子、质子、中微子以及事实上一切自旋量子数是奇半整数等则是具有整数(包括零)自旋量子数的粒子,无论多少个这种粒子都可以具有相同的动量、位置和自旋。第一类粒子服从泡利原理的规定,称之为费米(Fermi)-狄拉克(Dirac)粒子或费米子;另一类则称为玻色子,其性质服从玻色(Bose)-爱因斯坦统计法。

玻色爱因斯坦统计这个思想实际上是由玻色一个人提出来的,但是由于当时玻色的名气远远不够大,他把论文寄给了爱因斯坦,爱因斯坦对他的想法感到认同,签上自己名字寄给了杂志,编辑当然愿意发表带有爱翁签字的论文,于是乎,玻色理论变成了玻色-爱因斯坦理论。

这是玻色一生最重要的发现,玻色后半生跟随爱因斯坦走上了寻求统一理论的不归路。

Ⅷ 费米因什么研究得到诺贝尔奖 a 力学 b 电磁学 c 相对论 d 统计物理

谁说的B,骗子,现在还不出来答案了,应该信自己选D的

Ⅸ 恩里科·费米有什么研究和怎样的成就

恩里科·费米(1901~1954)生于意大利。他的一生主要从事理论物理、原子及核物理学、中子物理学的研究。因发现了中子辐射产生的新放射性元素以及慢中子产生的核反应而荣获1938年度的诺贝尔物理学奖。第二次世大战前夕,费米举家迁往美国,并在参加美国研制第一颗原子弹的工作中发挥了巨大作用。

Ⅹ 高分急求.统计物理的 麦克斯韦-玻尔兹曼统计 和 费米-狄拉克统计 的根本区别

根本区别在于:
麦克斯韦-玻尔兹曼统计的粒子是可分辨的
费米-狄拉克统计的粒子 不可分辨,而且每个状态只可能占据一个粒子
波色-爱因斯坦统计 粒子不可分别,但是每个状态可以被占据的粒子数没有限制

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