ВЫРОЖДЕННЫЙ ГАЗ это:

ВЫРОЖДЕННЫЙ ГАЗ
ВЫРОЖДЕННЫЙ ГАЗ

       
газ, св-ва к-рого отличаются от св-в классического идеального газа вследствие взаимного квантовомеханич. влияния ч-ц газа, обусловленного неразличимостью одинаковых ч-ц в квантовой механике (см. ТОЖДЕСТВЕННОСТИ ПРИНЦИП). В результате такого влияния заполнение ч-цами возможных уровней энергии зависит от наличия на данном уровне др. ч-ц. Поэтому зависимость теплоёмкости и давления В. г. от темп-ры Т иная, чем у идеального классич. газа; по-другому выражаются энтропия, термодинамич. потенциалы и др. параметры.
Вырождение газа, наступающее при понижении его темп-ры до нек-рого значения, наз. вырождения температурой. Полное вырождение соответствует абс. нулю темп-ры. Влияние тождественности ч-ц сказывается тем существеннее, чем меньше ср. расстояние г между ч-цами по сравнению с длиной волны де Бройля ч-ц l=h/mv, где m — масса ч-цы, v — её скорость. При r==l наступает вырождение (классич. механика применима к тепловому движению ч-ц газа лишь при условии r->l). Поскольку ср. скорость ч-ц газа связана с темп-рой (чем больше скорость, тем выше темп-pa), темп-ра вырождения T0 тем выше, чем меньше масса ч-ц газа и чем больше его плотность (меньше r). Поэтому темп-ра вырождения особенно велика (Т0=104 К) для электронного газа в металлах: масса эл-нов мала (=10-27 г), а их плотность в металлах очень велика (=1022—1023 см-3). Электронный газ в металлах вырожден при всех темп-pax, при к-рых металл остаётся в тв. состоянии. Для обычных ат. и мол. газов Т0 близка к абс. нулю, так что такие газы в температурной области своего существования (до темп-ры сжижения) практически всегда обладают св-вами классич. газа.
Поскольку хар-р квант. влияния тождеств. ч-ц друг на друга различен для ч-ц с целым (бозоны) и полуцелым (фермионы) спином, то поведение газа из фермионов (ферми-газа) и из бозонов (бозе-газа) также различно при вырождении. У ферми-газа (напр., электронного газа в металлах) при полном вырождении (при T=0 К) заполнены все нижние энергетич. уровни вплоть до нек-рого максимального, наз. уровнем Ф е р м и, а все последующие остаются пустыми. При повышении темп-ры лишь малая доля эл-нов, находящихся на уровнях, близких к уровню Ферми, переходит на пустые уровни с большей энергией, освобождая уровни ниже фермиевского.
При вырождении бозе-газа ч-ц с отличной от нуля массой (атомов, молекул) нек-рая доля ч-ц N?=0 системы переходит в состояние с нулевым импульсом, а следовательно, и с нулевой энергией:
N?=0= N(1-(T/Т0)3/2)
где N — полное число ч-ц.
Это явление наз. Базе — Эйнштейна конденсацией. Энтропия бозе-газа S=1,28 N(T/TU)3/2 и теплоёмкость CV=l,92 N(T/T0)3/2 стремятся к нулю при Т ®0, а его давление р= 21mт3//2h-3 не зависит от объёма, т. е. бозе-газ сходен с насыщенным паром. Это объясняется тем, что ч-цы конденсата находятся в основном энертетич. состоянии (с энергией ?=0), не обладают импульсом и не вносят вклада в давление. Газ из бозонов нулевой массы (напр., газ фотонов) всегда вырожден, и классич. статистика к нему неприменима. Однако Возе — Эйнштейна конденсации в нём не происходит, т. к. не существует фотонов с нулевым импульсом (фотоны всегда движутся со скоростью света). При T=0 фотонный газ перестаёт существовать.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. . 1983.


.

Смотреть что такое "ВЫРОЖДЕННЫЙ ГАЗ" в других словарях:

  • Вырожденный газ — Вырожденный газ  газ, на свойства которого существенно влияют квантовомеханические эффекты, возникающие вследствие тождественности его частиц. Вырождение наступает в условиях, когда расстояния между частицами газа становятся соизмеримыми с… …   Википедия

  • Вырожденный газ —         газ, свойства которого существенно отличаются от свойств классического идеального газа вследствие квантовомеханического влияния одинаковых частиц друг на друга. Это взаимное влияние частиц обусловлено не силовыми взаимодействиями,… …   Большая советская энциклопедия

  • ВЫРОЖДЕННЫЙ ГАЗ — квантовый газ при температуре ниже вырождения температуры Тв. В идеальном вырожденном газе бозонов происходит Бозе Эйнштейна конденсация. Вырождение наступает, когда длина волны де Бройля, соответствующая энергии теплового движения частиц,… …   Большой Энциклопедический словарь

  • вырожденный газ — квантовый газ при температуре ниже вырождения температуры Тв. В идеальном вырожденном газе бозонов происходит Бозе Эйнштейна конденсация. Вырождение наступает, когда длина волны де Бройля, соответствующая энергии теплового движения частиц,… …   Энциклопедический словарь

  • вырожденный газ — išsigimusios dujos statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. degenerate gas vok. degeneriertes Gas, n; entartetes Gas, n rus. вырожденный газ, m pranc. gaz dégénéré, m …   Fizikos terminų žodynas

  • ВЫРОЖДЕННЫЙ ГАЗ — газ, св ва к рого отличаются от св в классич. идеального газа одинаковых частиц вследствие взаимного квантовомеханич. влияния, обусловл. их неразличимостью в квантовой механике (см. Квантовая статистика). Вырождение газа начинается при охлаждении …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • ВЫРОЖДЕННЫЙ ГАЗ — квантовый газ при темп ре ниже температуры вырождения Гв. В идеальном В. г. бозонов происходит Бозе Эйнштейна конденсация. Вырождение наступает, когда длина волны де Бройля, соответствующая энергии теплового движения частиц, становится сравнимой… …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • вырожденный — (вырожденный газ) …   Орфографический словарь русского языка

  • Газ — У этого термина существуют и другие значения, см. Газ (значения). Газ NO2 Газ (газообразное состояние) (от нидерл …   Википедия

  • ГАЗ — 1) ГАЗ (франц. gaz, от греч. chaos хаос) одно из агрегатных состояний в ва, в к ром его частицы не связаны или весьма слабо Связаны между собой мол. силами притяжения и хаотически движутся, заполняя весь возможный объём. При обычных давлениях и… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

Книги



Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»