Вырожденный электронный газ в металлах. • По квантовой теории электроны в металле не могут располагаться на самом низшем энергетическом уровне даже при 0 К.

• По квантовой теории электроны в металле не могут располагаться на самом низшем энергетическом уровне даже при 0 К.

• Принцип Паули вынуждает электроны взбираться вверх «по энергетической лестнице».

• Максимальная кинетическая энергия, которую могут иметь электроны проводимости в металле при 0 К, называется энергией Фермии обозначается EF.

поэтому:

Для металлов: Это означает, что электронный газ в металлах практически всегда вырожден.

Для электронов в металле

т.е. для всех температур, при которых металл может существовать в твердом состоянии, электронный газ в металле вырожден.

(Чтобы снять вырождение, надо нагреть, но сначала металл расплавится) При небольшое число электронов с энергией, близкой к EF, возбуждается за счет теплового движения и их энергия становится больше EF.

При Т = 300 К (27 С)kT = 0,025 эВ.

В тепловом движении участвует лишь небольшое число электронов, например при комнатной температуре 300 К это 10^-5от общего числа электронов.

Понятие о квантовой теории
теплоемкости. Фононы

Основные понятия из теории газов)

Уравнение Майера:

• Молярная теплоемкость газа при постоянном объеме Cv: ir/2

• Молярная теплоемкость газа при постоянном давлении Cp :

i — сумма числа поступательных, числа вращательных и удвоенного числа колебательных степеней свободы молекулы:

• R – газовая постоянная; R = 8,31

Эксперимент не соответствует классической теории. (Н2: i = 3 + 2 + 2 = 7)

Причина: надо учитывать квантование.

При низкой температуре «замораживаются» вращательные степени свободы, при высокой «возбуждаются» колебательные степени свободы.