المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية

Menger,s n-Arc Theorem
18-3-2022
مرجعيّة الامام الحسن ( عليه السّلام ) الاجتماعيّة
14-6-2022
In Silico
17-9-2018
السنة
5-9-2016
الدولة الاشوريه
26-10-2016
هل الفضاء الفارغ فارغ بحق؟
2023-04-04

The Fermi-Dirac Probability Function  
  
2810   10:04 صباحاً   date: 17-5-2017
Author : Donald A. Neamen
Book or Source : Semiconductor Physics and Devices
Page and Part : p 89


Read More
Date: 28-12-2016 2482
Date: 15-9-2020 1422
Date: 15-9-2020 1314

The Fermi-Dirac Probability Function

Figure 1.1 shows the ith energy level with gi quantum states. A maximum of one particle is allowed in each quantum state by the Pauli exclusion principle. There are gi ways of choosing where to place the first panicle, (gi - 1 ) ways of choosing where to place the second particle, (gi - 2) ways of choosing where to place the third particle, and so on. Then the total number of ways of arranging Ni particles in the ith energy level (where Ni gi) is

(1)

This expression includes all permutations of the Ni particles among themselves.

However, since the particles are indistinguishable, the Ni ! number of permutations that the particles have among themselves in any given arrangement do not count as separate arrangements. The interchange of any two electrons. for example, does not produce a new arrangement. Therefore, the actual number of independent ways of realizing a distribution of Ni particles in the ith level is

(2)

Figure 1.1 The ith energy level with gi quantum state.

Equation (2) gives the number of independent ways of realizing a distribution of Ni particles in the ith level. The total number of ways of arranging (N1, N2, N3, . . . , Nn) indistinguishable particles among n energy levels is the product of all distributions, or

(3)

The parameter W is the total number of ways in which N electrons can be arranged in this system, where  is the total number of electrons in the system. We want to find the most probable distribution, which means that we want to find the maximum W. The maximum W is found by varying Ni among the Ei levels, which vanes the distribution, but at the same time, we will keep the total number of particles and total energy constant.

We may write the most probable distribution function as

(4)

where EF is called the Fermi energy. The number density N (E) is the number of particles per unit volume per unit energy and the function g (E) is the number of quantum states per unit volume per unit energy. The function fF (E) is called the Fermi-Dirac distribution or probability function and gives the probability that a quantum state at the energy E will be occupied by an electron. Another interpretation of the distribution function is that fF (E) is the ratio of filled to total quantum states at any energy E.




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.