Ideale elektrongassen

Spinbeer stelde deze vraag op 05 april 2006 om 15:56.

Hallo,

 Ik doe een P.O. over Pauli-paramagnetisme van een elektrongas bij lage temperaturen, maar ik kom er even niet meer uit.

 Ik heb aangenomen dat ik een ideaal elektrongas in een volume V heb en dat er N deeltjes zijn. Nu is er een zwak magneetveld. Kunnen jullie een formule voor het aantal deeltjes met parallele en anti-parallele spin geven?

 Alvast bedankt voor de moeite.

 groetjes,

 het spinbeertje 

Reacties

despinadtbeer op 05 april 2006 om 16:00

De formule staat hier onder, maar let op: het gaat wel om het gemiddeld aantal elektronen!



Groetjes, een liefhebber

 

Spinbeer op 05 april 2006 om 16:06
Hoe komt u aan die prachtige formule? Ik vind namelijk dat ik het pas begrijp als ik de afleiding heb gezien. Alvast bedankt!
Melvin op 07 april 2006 om 14:58

Beste Spinbeer,

Aangezien je het over een PO hebt, ga ik er maar even van uit dat je op de middelbare school zit. Ik vrees dat deze afleiding dan iets te hoog gegrepen is.

Voor een heel-kort-door-de-bocht uitleg:
Electronen zijn fermionen en er kunnen dus geen twee electronen in dezelfde toestand zitten. Twee elektronen met dezelfde energie hebben dus een tegengestelde spin.
Het aantal deeltjes voor een statistisch systeem wordt gegeven door:
N = integraal D(E) * <n(E)> * dE, met N het aantal deeltjes, E de energie, D(E) de dichtheid van het aantal toestanden met die energie en <n(E)> de verdelingsfunctie voor een bepaalde energie.
In het geval van fermionen is <n(E)> gelijk aan (exp(ßE-ßµ)+1)^-1
Verder tel je voor N+ (N-) alleen de elektronen met positive (negatieve) spin, dus dat zijn maar de helft van de het totaal aantal elektronen in die toestand. De toestandsdichtheid wordt dus half zo groot als normaal, dus: 1/2 D(E), waarbij de energie genomen moet worden voor het magnetisch veld, dus met correctie µB (wat de energie is die het opleverd (kost) in (tegen) de richting van het magneetveld in te gaan).

Ik kan me voorstellen dat je het niet helemaal volgt, maar beter kan ik vrees ik niet doen, tenzij je al minstens twee jaar natuurkunde studeert.

Groetjes,
Melvin

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Clara heeft zevenentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)