28.2 Если при т → 0 μ →wf то согласно распределе­нию Ферми — Дирака :

ΔN(Wi) =0 при W > W_F и

ΔN(Wi) =Δg_i при W<W_F.

Это означает, что все нижние состояния электронов, вплоть до состояния с энергией W_F заполнены, а все состояния с энергией, большей W_F свободны. Таким образом, μ в формуле распределения Ферми - Дирака имеет смысл граничной энер­гии W_F заполненных состояний при температуре абсо­лютного нуля. W_F называется энергией Ферми.

Расчет энергии Ферми для электронного газа в металлах.

В металлах электроны при Т→0 равномерно заполняют все клетки фазового пространства, лежащие внутри сферы с объемом , где р_F - наибольший импульс.

электрона при Т=0. Чис­ло состояний в этой сфере, с учетом принципа Паули и двух возможных ориентаций спина электрона, равно числу электронов:

откуда (16-5)

где n₀=N/V- число электронов в единице объема. Согласно (16-5) наибольшая энергия электрона при Т = 0 равна

22.2

отношение испускательной спо­собности тела к его поглощательной способности не зависит от ма­териала тела и равно испускательной способности абсолютно черного тела, являющейся функцией только температуры и частоты- закон Кирхгофа в дифференциальной форме. Из закона Кирхгофа следует:

тело, которое при данной температуре Т не поглощает излучение в каком-либо интервале частот от v до v+dv, не может при температуре Т излучать в этом интервале частот

Уравнение (9-9) выражает закон Кирхгофа в интегральной форме для серых тел. Из него следует:

при данной температуре сильнее излучают те серые тела, которые обладают большей поглощательной способностью.

2-3. Закон Стефана- Больцмана

Закон Стефана- Больцмана устанавливает зависимость инте­гральной испускательной способности абсолютно черного тела от его температуры. Л. Больцманом теоретически (а Стефаном экспериментально) показано, что энергетическая свети­мость абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени его абсолютной температуры:

Коэффициент пропорциональности σ на­зывается постоянной Сте­фана — Больцмана.

Закон смещения Вина

, b =2,9•10-3 м·K

30.1 Любой монохроматический свет можно представить в виде совокупности сменяющих друг друга независимых гармонических последоватедльностей (серий).

Средняя продолжительность одной последовательности _ког называется временем когерентности.

Когерентность существует только в пределах одной серии волн, и время когерентности не может превышать время излучения, т.е. _ког< .

Если волна распространяется в однородной среде, то фаза колебаний в определённой точке пространства сохраняется только в течение время когерентности _ког. За это время волна распространяется в вакууме на расстояние l_ког = _ког с, называемое длиной когерентности.

Наблюдение интерференции света возможно лишь при оптических разностях хода, меньших длины когерентности для используемого источника света.