电子符合泡利不相容,它不能像光子那样,在同一个位置,无限迭加。
因此,洪特觉得,电子的统计规律和原子分子应该是一样的,都符合麦克斯韦-玻尔兹曼分布。
这也是玻色的理论出来后,很少有人研究半整数自旋粒子的原因。
大家默认这种粒子,和原子分子的表现不会有什么大的差别。
研究意义不大。
但是费米却不这么认为。
“根据不确定性原理,电子的位置和动量是在随时变化之中。”
“它不能被简化成热学里的那种小球模型。”
“因此,统计大量电子的行为时,应该考虑其不确定性。”
哗!
洪特闻言一惊!
他忽然觉得费米说的很有道理。
麦克斯韦-玻尔兹曼统计描述的粒子体系是以原子为模板。
对于原子而言,它的不确定性效应极弱极弱。
所以,麦-玻统计可以近似地描述。
原子没有自旋的概念,但是电子、质子却有自旋。
这就是它们之间显著的差别。
费米显然是想进行更精确地统计,而且是扩展到整个自旋为半整数的微观粒子。
洪特兴奋地说道:
“费米,我觉得你的想法很好。”
“或许你也能像玻色那样,再提出一种新的统计规律!”
“可惜我是搞实验的,对于这种纯理论的课题就不擅长了。”
“这里面用到的数学知识,想想就觉得可怕。”
费米听后,微微一笑。
“放心吧,洪哥。”
“我一个人可以搞定。”
“况且还有玻恩教授在呢。”
接下来十多天,费米灵感大爆发,沉浸在研究之中。
“当从宏观观察,体系能量一定的时候,从微观观察,体系可能有很多种不同的分布状态。”
“比如a区域有3个电子,b区域有10个电子,和a区域有5个电子,b区域有8个电子,它们形成的体系宏观状态可能是一样的。”
“但是各体系的微观分布不一样。”
“那么,体系的总状态数,根据电子的不确定性原理和统计原理,结合电子的电荷、质量等参数。”
“计算可得为”
“在这些不同的微观分布状态中,总有一些状态的出现几率特别大。”
“其中,出现状态几率最大的分布为.”
嘶!
费米被这其中的数学震惊到了。
实在太复
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