Кіріспе
Идеалдық және кванттық газдардың физикалық шамалары
In physics, the thermal de Broglie wavelength (, sometimes also denoted by ) is roughly the average de Broglie wavelength of particles in an ideal gas at the specified temperature. We can take the average interparticle spacing in the gas to be approximately (V/N)^(1/3) where V is the volume and N is the number of particles. When the thermal de Broglie wavelength is much smaller than the interparticle distance, the gas can be considered to be a classical or Maxwell–Boltzmann gas. On the other hand, when the thermal de Broglie wavelength is on the order of or larger than the interparticle distance, quantum effects will dominate and the gas must be treated as a Fermi gas or a Bose gas, depending on the nature of the gas particles. The critical temperature is the transition point between these two regimes, and at this critical temperature, the thermal wavelength will be approximately equal to the interparticle distance. That is, the quantum nature of the gas will be evident for
i. e., when the interparticle distance is less than the thermal de Broglie wavelength; in this case the gas will obey Bose–Einstein statistics or Fermi–Dirac statistics, whichever is appropriate. This is for example the case for electrons in a typical metal at T = 300 K, where the electron gas obeys Fermi–Dirac statistics, or in a Bose–Einstein condensate. On the other hand, for
i. e., when the interparticle distance is much larger than the thermal de Broglie wavelength, the gas will obey Maxwell–Boltzmann statistics. Such is the case for molecular or atomic gases at room temperature, and for thermal neutrons produced by a neutron source.
Физикада термиялық де Броль толқын ұзындығы (кейде де белгіленеді) – бұл белгіленген температурадағы идеалдық газдағы бөлшектердің орташа де Броль толқын ұзындығы. Газдағы бөлшектер арасындағы орташа арақашықтықты шамамен (V/N)^(1/3) деп есептеуге болады, мұнда V – көлем, ал N – бөлшектер саны. Егер термиялық де Броль толқын ұзындығы бөлшектер аралық қашықтықтан әлдеқайда кіші болса, онда газ классикалық немесе Максвелл-Больцман газы деп қарастырылады. Ал егер термиялық де Броль толқын ұзындығы бөлшектер аралық қашықтыққа тең немесе одан үлкен болса, кванттық эффектілер басым болады және газ, газ бөлшектерінің сипатына байланысты, Ферми газы немесе Бозе газы ретінде қарастырылуы керек. Критикалық температура – бұл екі режим арасындағы өту нүктесі, және осы температурада термиялық толқын ұзындығы бөлшектер аралық қашықтыққа шамамен тең болады. Яғни, газдың кванттық сипаты, яғни бөлшектер аралық қашықтық термиялық де Броль толқын ұзындығынан кем болғанда байқалады; мұндай жағдайда газ Бозе-Эйнштейн статистикасына немесе Ферми-Дирак статистикасына, қажеттілікке қарай, бағынады. Мысалы, бұл электрондар үшін, электрондар газы Ферми-Дирак статистикасына бағынатын Т = 300 К температурадағы типтік металда немесе Бозе-Эйнштейн конденсатында орынды. Ал егер бөлшектер аралық қашықтық термиялық де Броль толқын ұзындығынан әлдеқайда үлкен болса, газ Максвелл-Больцман статистикасына бағынады. Мұндай жағдай бөлме температурасындағы молекулалық немесе атомдық газдар үшін және нейтрон көзінен алынған термиялық нейтрондар үшін тән.
In physics, the thermal de Broglie wavelength (, sometimes also denoted by ) is roughly the average de Broglie wavelength of particles in an ideal gas at the specified temperature. We can take the average interparticle spacing in the gas to be approximately (V/N)^(1/3) where V is the volume and N is the number of particles. When the thermal de Broglie wavelength is much smaller than the interparticle distance, the gas can be considered to be a classical or Maxwell–Boltzmann gas. On the other hand, when the thermal de Broglie wavelength is on the order of or larger than the interparticle distance, quantum effects will dominate and the gas must be treated as a Fermi gas or a Bose gas, depending on the nature of the gas particles. The critical temperature is the transition point between these two regimes, and at this critical temperature, the thermal wavelength will be approximately equal to the interparticle distance. That is, the quantum nature of the gas will be evident for
i. e., when the interparticle distance is less than the thermal de Broglie wavelength; in this case the gas will obey Bose–Einstein statistics or Fermi–Dirac statistics, whichever is appropriate. This is for example the case for electrons in a typical metal at T = 300 K, where the electron gas obeys Fermi–Dirac statistics, or in a Bose–Einstein condensate. On the other hand, for
i. e., when the interparticle distance is much larger than the thermal de Broglie wavelength, the gas will obey Maxwell–Boltzmann statistics. Such is the case for molecular or atomic gases at room temperature, and for thermal neutrons produced by a neutron source.
Мысалдар
Төменде 298 К температурадағы жылулық де Брольи толқын ұзындығының мысалдары келтірілген. Түрлер Масса (кг) (м) Электрон 9.1094E-31 4.3179E-9 Фотон 0 1.6483E-5 H2 3.3474E-27 7.1228E-11 O2 5.3135E-26 1.7878E-11