Különbség a Fermi Energia és a Fermi szint között

Fő különbség - Fermi Energia vs Fermi szint
 

A Fermi energia és a Fermi szint két különálló kifejezés, amelyeket gyakran felcserélve használnak. A Fermi-energia egy fermionokat tartalmazó rendszer kinetikai energiájának energiakülönbsége, míg a Fermi-szint a fermionokat tartalmazó rendszer kinetikai és potenciális energiáinak gyűjteménye. Az kulcs különbség a Fermi energia és a Fermi szint között ez A Fermi-energiát csak az abszolút nulla hőmérsékleten határozzuk meg, míg a Fermi-szintet bármilyen hőmérsékleten meghatározzuk.

TARTALOMJEGYZÉK

1. Áttekintés és a legfontosabb különbség
2. Mi a Fermi Energy?
3. Mi a Fermi szint?
4. Összehasonlítás egymással - Fermi Energy vs Fermi szint táblázatos formában
5. Összefoglalás

Mi az a Fermi Energy??

A Fermi-energia a legmagasabb és a legalacsonyabban elfoglalt egyrészecske-állapotok közötti energiakülönbség a nem kölcsönhatásba lépő fermionok kvantumrendszerében abszolút nulla hőmérsékleten. A kvantumrendszer egyrészes része az izolált részecskék állapotára utal. A fermionok olyan részecskék, amelyek követik a Fermi-Dirac statisztikáit. A fermionok elsősorban kvarkokat és leptoneket, valamint elektronokat, protonokat és neutronokat tartalmaznak. Az abszolút nulla hőmérséklet a termodinamikai hőmérsékleti skála alsó határa.

A Fermi-gáz a fermion részecskék olyan csoportja, amelynek nincs kölcsönhatás az említett fermionok között. Ezért ez az anyag fázisa. A Fermi gáz legalacsonyabb ideig elfoglalt állapotáról ismert, hogy nulla kinetikus energiájú. A fém legalacsonyabb ideig tartó vezetőképességi sávjának alsó része (a Fermi szinthez legközelebb lévő sávok meghatározják a fém elektromos vezetőképességét).

01. ábra: A sávrések összehasonlítása

A fermionok betartják a Pauli kizárási alapelvet (Az az elv, amely szerint két azonos fermion nem foglalhatja el ugyanazt a kvantumállapotot). Ezért a Fermi gázokat egyrészecskés állapotban lehet elemezni. Különböző egyrészes állapotok vannak, amelyeknek eltérő energiája van. A teljes rendszer alapállapotát úgy lehet megtekinteni, ha egyszerre egy részecskét adunk a rendszerhez. Ezek a hozzáadott fermionok akkor a rendszer legalacsonyabb ki nem töltött állapotát fogják elfoglalni. A Fermi-energiát akkor lehet meghatározni, ha az összes szabad helyet fermionok foglalják el. Ez azt jelenti, hogy ha az összes energiát egy Fermi-gázból nyerik, a fermionok továbbra is nagy sebességgel mozognak..

Mi a Fermi Level??

A Fermi-szint kifejezés az elektron energiaszintjének abszolút nulla hőmérsékleten történő gyűjtésének leírására szolgál. Ez a Fermi-Dirac statisztikák fogalma. A Fermi-szintet µ vagy E jelöli_F. Ez egy fizikai test termodinamikai mennyisége.

A Fermi szintet bármilyen hőmérsékleten meghatározzuk. A Fermi-szint a fermionokat tartalmazó termodinamikai rendszer teljes kinetikus energiájára és potenciális energiájára vonatkozik. Ezért a Fermi-szintet a Fermion elektrokémiai potenciáljának is nevezhetjük. A Fermi szint meghatározható még olyan fermionok esetében is, amelyek összetett interakciós rendszerekben vannak, ha figyelembe vesszük a rendszer termodinamikai egyensúlyi állapotát.

Mi a különbség a Fermi Energy és a Fermi szint között??

Fermi energia vs Fermi szint
A Fermi-energia a legmagasabb és a legalacsonyabban elfoglalt egyrészecske-állapotok közötti energiakülönbség a nem kölcsönhatásba lépő fermionok kvantumrendszerében abszolút nulla hőmérsékleten.	A Fermi-szint kifejezés az elektron energiaszintjének abszolút nulla hőmérsékleten történő gyűjtésének leírására szolgál.
Hőfok
A fermi energiát csak az abszolút nulla hőmérsékletre határozzuk meg.	A Fermi-szintet bármilyen hőmérsékleten meghatározzuk.
Kapcsolat az energiával
A Fermi-energia a kinetikus energiakülönbség a legmagasabb és a legalacsonyabb helyet foglaló egyrészecske-állapotok között.	A Fermi-szint a fermionokat tartalmazó termodinamikai rendszer teljes kinetikus energiájára és potenciális energiájára vonatkozik.
A fémekben
Egy fém Fermi-energiája a Fermi-szint és a legalacsonyabban elfoglalt egyrészecske-állapot közötti energiakülönbség.	A fém Fermi-szintje az abszolút nulla hőmérsékleten a legnagyobb foglaltságú részecskeállapot energiája.
Alkatrészek
A Fermi-energiát csak a nem kölcsönhatásban lévő fermionok számára határozzuk meg.	A Fermi szint meghatározható még olyan fermionok esetében is, amelyek összetett interakciós rendszerekben vannak.

összefoglalás - Fermi Energia vs Fermi szint

A Fermi energia és a Fermi szint zavaró kifejezések, mivel szorosan kapcsolódnak egymáshoz, de különböznek egymástól. A Fermi-energia és a Fermi-szint közötti különbség az, hogy a Fermi-energiát csak az abszolút nulla hőmérsékleten határozzák meg, míg a Fermi-szintet bármilyen hőmérsékleten meghatározják.

Referencia:

1. „Fermi energia.” Wikipedia, Wikimedia Alapítvány, 2018. március 14. elérhető itt 
2. „Fermi szint”. Wikipedia, Wikimedia Alapítvány, 2018. március 3.. Itt érhető el
3. „Fermi szint”. Fermi szint és Fermi funkció. Itt érhető el 

Kép jóvoltából:

1.'Sávok közötti összehasonlítás 'Induktív terhelés (CC BY-SA 2.5) a Commons Wikimedia-on keresztül