Införande av termisk fysik Föreläsning Notes

där n

= 1, 2, 3, .... Ersätta detta tillbaka till Schrödingerekvationen, finner vi att de tillåtna energivärdena

Förutom klassiska kvantiteter, kvantmekanik introducerar några nya kvantiteter. En av de mer viktigaste (från en termisk fysik synpunkt) är att spinn. Spin kan ses som en typ av rörelsemängdsmoment; en som är integrerad till partikeln. Alla de grundläggande partiklarna i universum (elektroner, protoner, neutroner, etc.) har en spin lika med ½. Partiklar i samband med bärare av kraft (fotoner, gluoner, etc.) har en spin lika med 1.

Observera att här är vi hänvisar till storleken på utdelningen. Den "z" komponent kan ta på integralvärde vars storlek kan inte överstiga den totala spinn storlek. Sålunda kan en spin ½ objekt har komponenter av +1/2 och -1/2. Komposit föremål, såsom kärnor, atomer och molekyler, har ett spinn som har maximala värden lika med det totala antalet partiklar dividerat med 2. vågfunktion associerad med denna grupp är hittats genom att multiplicera samman de vågfunktioner hos de individuella partiklarna sedan summera samman alla möjliga permutationer av dessa partiklar.

Omdömen

En av de mer intressanta upptäckter av kvantfysik var att partiklar med halv heltal spin lyda lite olika fysikens lagar än de med full heltal spinn. Detta kan beskrivas genom att inse att symmetrin eller antisymmetry av funktionen sammansatta vågen under utbyte av två partiklar är en egenskap hos objektet. I synnerhet föremål som består av identiska partiklar av halv udda integrerad spinn (dvs spin 1/2, 3/2, ...) beskrivs av antisymmetriska vågfunktioner. Sådana föremål kallas fermioner, och sägs att lyda Fermi-Dirac statistik.

Objekt som består av identiska partiklar av integrerad spinn (spin 0, 1, 2, ...) beskrivs av symmetriska vågfunktioner. Sådana partiklar kallas bosoner, och sägs att lyda Bose-Einstein-statistik. Omdömen

Kravet på att system som består av halv udda integrerad spin har en antisymmetrisk vågfunktion har en unik bieffekt. Betrakta två elektroner som befinner sig i samma spinntillstånd och har samma energi. Därefter vågfunktionen som representerar systemet måste skrivas som

.

(1,6) Review

Observera att om två elektroner placeras på samma plats, så att de blir omöjliga att särskilja, försvinner vågfunktionen. Således ett tillstånd av given energi, vinkel ögonblick, paritet, och så vidare, kan upptas av två elektroner endast om de har motsatt spinn, och då endast med två elektroner