玻色愛因斯坦分布是指熱平衡狀態下,全同玻色子(自旋為整數或零的粒子)相對於能量狀態的統計分布。
基本介紹
- 中文名:玻色-愛因斯坦分布
- 外文名:Bose-Einstein distribution
- 學科:物理學
- 領域:量子力學
玻色愛因斯坦分布是指熱平衡狀態下,全同玻色子(自旋為整數或零的粒子)相對於能量狀態的統計分布。
玻色-愛因斯坦統計是描寫玻色子的統計分布的理論。玻色子,其中包括光子和氦-4之類的原子,可以分享同一量子態。愛因斯坦推測將玻色子冷卻到非常低的溫度後它們會“落入”(“凝聚”)到能量最低的可能量子態中,導致一種全新的相態。一個單純的三維的氣體的臨界溫度為(氣體處在的外部勢能是恆定的):其中::臨界...
由於量子統計在數學處理上非常困難,因此在處理實際問題時經常引入一些近似條件,使費米-狄拉克統計和玻色-愛因斯坦統計退化成為經典的麥克斯韋-玻爾茲曼統計。麥克斯韋-玻爾茲曼統計 麥克斯韋—玻爾茲曼統計是描述獨立定域粒子體系分布狀況的統計規律。所謂獨立定域粒子體系指的是這樣一個體系:粒子間相互沒有任何作用,互不影響...
玻色-愛因斯坦統計 在統計力學中,玻色-愛因斯坦統計(更通常的被稱為 B-E 統計)確定了在熱平衡下同 一的不可分辨的(indistinguishable)玻色子相對於能量狀態的統計分布。 費米-狄拉克和玻色-愛因斯坦統計適用於量子效應必須考慮和粒子被看作是“不可分辨 的”情況下。如果粒子的密度 N/Vnq(nq 為量子密度),量子...
對於粒子數、體積和總能量確定的玻色子系統,當溫度為T時 ,處在能量為的量子態上的平均粒子數為 式中,k是玻耳茲曼常量,μ是化學勢。在高溫和低密度條件下,玻色分布過渡到經典的麥克斯韋-玻耳茲曼分布。當化學勢μ=0時,基態分布發散,因此大量粒子會跑到基態去,形成玻色-愛因斯坦凝聚。
玻色-愛因斯坦凝聚態和費米凝聚態 對於波色子,粒子滿足對易關係,同一個量子態(能級)的粒子數占據可以是無窮大。在高溫,不同能級的粒子占據數滿足波色分布,在熱力學極限下,每個能級的粒子數都是微觀小量(相比於巨觀量總粒子數)。隨著溫度降低,粒子傾向於占據能量更低的態來降低體系的能量(體系總是處在...
愛因斯坦立即將玻色的推理套用於實際的有質量的氣體從而得到一種描述氣體中粒子數關於能量的分布規律,即著名的玻色-愛因斯坦分布。然而,在通常情況下新老理論將預測到原子氣體相同的行為。愛因斯坦在這方面再無興趣,因此這些結果也被擱置了10多年。然而,它的關鍵思想——粒子的全同性,是極其重要的。突然,一系列...