משתמש:Hadarl/אנרגיית פרמי

אנרגיית פרמי היא מושג במכניקת הקוונטים המתייחס לרמת האנרגייה המאוכלסת הגבוהה ביותר במערכת פרמיונים בטמפרטורת האפס המוחלט. המושג נקרא על שם הפיזיקאי אנריקו פרמי.

חלקיקים קוונטיים הקרויים פרמיונים מצייתים לחוק האיסור של פאולי, הקובע כי לא יתכן אכלוס של שני פרמיונים באותו מצב קוונטי. חוק זה נובע ממשפט סטטיסטיקת הספין המתקיים עבור חלקיקים זהים בעלי ספין חצי שלם. כל מצב קוונטי מאופיין על ידי סט של מספרים קוונטיים, לכן ניתן לומר שלא יתכנו שני פרמיונים שיאופיינו על ידי אותו סט של מספרים קוונטיים. במערכת עם פרמיונים רבים, אלו יאכלסו את רמות האנרגיה החל מרמת האנרגיה הנמוכה ביותר. באפס המוחלט הפרמיונים מאכלסים את רמות האנרגיה הנמוכות באכלוס המקסימלי האפשרי והאנרגיה המאוכלסת הגבוהה ביותר נקראת אנרגיית פרמי. המשמעות של אכלוס זה היא שאפילו באפס המוחלט קיימים פרמיונים רבים בעלי אנרגיה גבוהה מאוד. סדרי גודל רלוונטיים עבור מערכת של אלקטרונים במתכת הם .

הגדרות נלוות

מתוך הגדרת אנרגיית פרמי נגזרות מספר הגדרות נוספות: 1. מהירות פרמי 2. טמפרטורת פרמי 3. אורך גל פרמי 4. וקטור גל פרמי