Thư viện tri thức trực tuyến
Kho tài liệu với 50,000+ tài liệu học thuật
© 2023 Siêu thị PDF - Kho tài liệu học thuật hàng đầu Việt Nam

Tài liệu đang bị lỗi
File tài liệu này hiện đang bị hỏng, chúng tôi đang cố gắng khắc phục.
Introduction to Thermodynamics and Statistical Physics phần 8 ppt
Nội dung xem thử
Mô tả chi tiết
Chapter 3. Bosonic and Fermionic Systems
√ε
2
µ β
α2
¶3/2
dε = n2dn .
Thus, by introducing the density of states
D (ε) = ( V
2π2
¡ 2m
~2
¢3/2
ε1/2 ε ≥ 0
0 ε < 0 , (3.97)
one has
log Zgc = 1
2
X
l
Z∞
−∞
dε D (ε) log (1 + λ exp (−β (ε + El))) . (3.98)
3.3.3 Energy and Number of Particles
Using Eqs. (1.80) and (1.94) for the energy U and the number of particles
N, namely using
U = −
µ∂ log Zgc
∂β ¶
η
, (3.99)
N = λ∂ log Zgc
∂λ , (3.100)
one finds that
U = 1
2
X
l
Z∞
−∞
dε D (ε) (ε + El) fFD (ε + El) , (3.101)
N = 1
2
X
l
Z∞
−∞
dε D (ε) fFD (ε + El) , (3.102)
where fFD is the Fermi-Dirac distribution function [see Eq. (2.35)]
fFD () = 1
exp [β ( − µ)] + 1 . (3.103)
3.3.4 Example: Electrons in Metal
Electrons are Fermions having spin 1/2. The spin degree of freedom gives rise
to two orthogonal eigenstates having energies E+ and E− respectively. In the
absent of any external magnetic field these states are degenerate, namely
E+ = E−. For simplicity we take E+ = E− = 0. Thus, Eqs. (3.101) and
(3.102) become
Eyal Buks Thermodynamics and Statistical Physics 112