Bài giảng Vật lý thống kê Dành cho học viên cao học Vật lý

Giảng viên: Nguyễn Hồng Quảng Ngày 26/03/2017

Chương 5. Phân bố Fermi – Dirac

1. Giới thiệu

2. Quan điểm lượng tử về năng lượng

3. Quan điểm lượng tử về hạt vi mô

4. Phân bố Fermi – Dirac

5. Ứng dụng phân bố F-D

1. Giới thiệu

Cơ học lượng tử Trong khi nghiên cứu về bức xạ của vật đen, Max Planck phát hiện ra rằng năng lượng điện từ phát ra hoặc hấp thụ trong các lượng rời rạc. E = hf (h = 6.626 x 10-34 J s) Ánh sáng gồm các “gói năng lượng” nhỏ xíu gọi là photon, mỗi photon có lượng năng lượng xác định.

Photon

Năng lượng photon quá nhỏ nên được biểu diễn theo đơn vị eV

E = hf

1 eV = 1.60 x 10-19 J

1. Giới thiệu

Trạng thái lượng tử

Mỗi trạng thái tương ứng với 1 hàm sóng và 1 mức năng lượng xác định, thỏa mãn phương trình:

Sự biến đổi trạng thái heo thời gian được mô tả theo pht:

1. Giới thiệu

Enrico Fermi (1901–1954)

Fermi Enrico Fermi là nhà vật lý lý thuyết và thực nghiệm người Italia, với nghiên cứu về lò Chicago Pile-1 (lò phản ứng hạt nhân do con người xây dựng đầu tiên trên thế giới), và nổi tiếng với những công trình đóng góp cho cơ học lượng tử, vật lý hạt nhân,…

Xem thêm …

1. Giới thiệu Dirac Paul A. M. Dirac (1902 -1984) là một nhà vật lý thuyết người Anh. Ông từng giữ chức Giáo sư Toán học tại Đại học Cambridge, Đại học Florida. Một trong những khám phá quan trọng của ông là phương trình Dirac. Phương trình này miêu tả dáng điệu của các fermion, từ đó dẫn đến tiên đoán về sự tồn tại của phản vật chất. Ông cùng E. Schrödinger được nhận giải Nobel vật lý năm 1933.

Paul Adrien Maurice Dirac (1902-1984)

2. Quan điểm lượng tử về năng lượng

Năng lượng là những lượng gián đoạn:

- Không thể phân biệt được các hạt vi mô cùng loại

- Hạt vi mô được phân thành 2 loại, tùy theo giá trị spin: + Fermion: có spin bán nguyên; + Boson: có spin nguyên

- Hạt vi mô tuân theo nguyên lý bất định

3. Quan điểm lượng tử về hạt vi mô

4. Phân bố Fermi – Dirac

Áp dụng phân bố Gibbs cho trường hợp các hạt fermion,

ta có thể thiết lập biểu thức phân bố Fermi- Dirac Sau đây là một trong số các cách thiết lập đó…

4. Phân bố Fermi – Dirac

5. Ứng dụng của phân bố Fermi-Dirac

5.1) Giải thích tính chất điện của kim loại

5.2) Giải thích tính chất điện của bán dẫn

5. Ứng dụng của phân bố Fermi-Dirac Mô hình của Drude – Lorentz

5. Ứng dụng của phân bố Fermi-Dirac