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在物理學(xué)中,費(fèi)米氣體(Fermi gas),又稱為自由電子氣體(free electron gas)、費(fèi)米原子氣體,是一個(gè)量子統(tǒng)計(jì)力學(xué)中的理想模型,指的是一群不相互作用的費(fèi)米子。
費(fèi)米氣體是理想氣體的量子力學(xué)版本。在金屬內(nèi)的電子、在半導(dǎo)體內(nèi)的電子或在中子星里的中子,都可以被視為近似于費(fèi)米氣體。處于熱力平衡的費(fèi)米氣體里,費(fèi)米子的能量分布,是由它們的數(shù)目密度(number density)、溫度、與尚存在能量量子態(tài)集合,依照費(fèi)米-狄拉克統(tǒng)計(jì)的方程而表征。泡利不相容原理闡明,不允許兩個(gè)或兩個(gè)以上的費(fèi)米子占用同一個(gè)量子態(tài)。因此,在絕對(duì)零度,費(fèi)米氣體的總能量大于費(fèi)米子數(shù)量與單獨(dú)粒子基態(tài)能量的乘積,并且,費(fèi)米氣體的壓力,稱為“簡(jiǎn)并壓力”,不等于零。這與經(jīng)典理想氣體的現(xiàn)象有很明顯的不同。簡(jiǎn)并壓力使得中子星或白矮星能夠抵抗萬(wàn)有引力的壓縮,因而得到穩(wěn)定平衡,不致向內(nèi)爆塌。
在低溫下,玻色原子氣體可以形成玻色-愛(ài)因斯坦凝聚(Bose-Einstein condensation, BEC),這是由愛(ài)因斯坦在1925年的理論而預(yù)言的。費(fèi)米子由于泡利不相容原理,不能形成BEC。但可通過(guò)Feshbach共振,利用磁場(chǎng)調(diào)節(jié)費(fèi)米原子間的相互作用,使費(fèi)米子配對(duì)轉(zhuǎn)變成玻色型粒子而形成BEC。2100433B
玻色子具有整數(shù)自旋,并遵守玻色-愛(ài)因斯坦統(tǒng)計(jì)。薩特延德拉·納特·玻色闡明了光子的表現(xiàn),并為統(tǒng)計(jì)力學(xué)遵從量子規(guī)則的微系統(tǒng)提供了機(jī)會(huì),1924年寫了一篇推導(dǎo)普朗克量子輻射定律的論文寄給當(dāng)時(shí)在德國(guó)的愛(ài)因斯坦,愛(ài)因斯坦意識(shí)到這篇論文的重要性,并將其擴(kuò)展到不同的經(jīng)典理想氣體的宏觀粒子,不但親自把它翻譯成德語(yǔ),還以玻色的名義把論文遞予名望頗高的《德國(guó)物理學(xué)刊》("Zeitschrift für Physik")發(fā)表。
玻色氣體(英語(yǔ):Bose gas)是一個(gè)經(jīng)典的理想氣體的量子力學(xué)模型。其概念相似于費(fèi)米氣體。
結(jié)合薩特延德拉·玻色和愛(ài)因斯坦共同提出的理想的玻色氣體,指的是在足夠低的溫度下〈接近0K〉一群玻色子會(huì)形成所謂的固化物。但這樣的行為和經(jīng)典的理想氣體不同。而固化物的形成即所認(rèn)知的玻色–愛(ài)因斯坦凝聚。
特種氣體(Specialtygases)門類繁多,通??蓞^(qū)分為電子氣體,標(biāo)準(zhǔn)氣,環(huán)保氣,醫(yī)用氣,焊接氣,殺菌氣等,廣泛用于電子,電力,石油化工,采礦,鋼鐵,有色金屬冶煉,熱力工程,生化,環(huán)境監(jiān)測(cè),醫(yī)學(xué)...
冒出的所謂白汽,一般都是用來(lái)加熱用的蒸汽尾氣,這個(gè)是對(duì)身體無(wú)害的化工廠對(duì)人體有害的主要還是其部分原料、廢水,固體廢物,合成廢氣一般經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單吸收后排放對(duì)周邊的污染不是很大,當(dāng)然具體看其是生產(chǎn)什么的,工藝...
是指那些在特定領(lǐng)域中應(yīng)用的,對(duì)氣體有特殊要求的純氣,高純氣或由高純單質(zhì)氣體配制的二元或多元混合氣。化工特種氣體在不同的情況下是不一樣的,一般而言是氧氣,氮?dú)?,二氧化碳,氫氣?/p>
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納米氣體傳感器 在納米技術(shù)中,納米器件的研究水平和應(yīng)用程度標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家納米科技的總體水平, 而納米傳感器恰恰就是納米器件研究中的一個(gè)極其重要的領(lǐng)域。 ? 隨著工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境檢測(cè)的迫切需要以及納米技術(shù)的發(fā)展,納米氣敏傳感器已獲得長(zhǎng) 足的進(jìn)展。用零維的金屬氧化物半導(dǎo)體納米顆粒、碳納米管及二維納米薄膜等都可以作為 敏感材料構(gòu)成氣敏傳感器 [1] 。用納米材料作為敏感材料構(gòu)成的氣敏傳感器具有常規(guī)傳感 器不可替代的優(yōu)點(diǎn):一是納米固體材料具有龐大的界面,提供了大量氣體通道,從而大大 提高了靈敏度;二是大大降低了傳感器工作溫度;三是大大縮小了傳感器的尺寸。因此, 它在生物、化學(xué)、機(jī)械、航空、軍事等方面具有廣泛的發(fā)展前途。 研究點(diǎn)滴: ? 美國(guó)倫斯勒理工學(xué)院 [2] 在 Nature 上發(fā)表文章,介紹了一種微型氣體傳感器樣品,能 夠非常靈敏地定量及定性分析大氣中的各種氣體。制作方法是:首
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美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)的研究人員成功制作了一種超靈敏氣體探測(cè)器.這種探測(cè)器有可能探測(cè)到一個(gè)單細(xì)胞的微量排放.這為確定藥物或納米粒子是否會(huì)損害細(xì)胞及研究細(xì)胞間如何相互通信提供了一條新途徑。
玻色分布,全同和獨(dú)立的玻色子系統(tǒng)中粒子的最概然分布。
玻色子是 自旋為整數(shù)( 即自旋為n*h/2π,h是普朗克常量)的粒子,如光子,W粒子,Z粒子,He 4原子,全同玻色子系統(tǒng)中粒子不可分辨,每一量子態(tài)容納的粒子數(shù)可以是任意正整數(shù)個(gè)。對(duì)于粒子數(shù)、體積和總能量確定的玻色子系統(tǒng),當(dāng)溫度為T時(shí) ,處在能量為的量子態(tài)上的平均粒子數(shù)為
式中,k是玻耳茲曼常量,μ是化學(xué)勢(shì)。在高溫和低密度條件下,玻色分布過(guò)渡到經(jīng)典的麥克斯韋-玻耳茲曼分布。當(dāng)化學(xué)勢(shì)μ=0時(shí),基態(tài)分布發(fā)散,因此大量粒子會(huì)跑到基態(tài)去,形成玻色-愛(ài)因斯坦凝聚。
玻色弦理論(英語(yǔ):Bosonic string theory)是最早的弦論版本,約在1960年代晚期發(fā)展。其名稱由來(lái)是因?yàn)榱W幼V中僅含有玻色子。
1980年代,在弦論的范疇下發(fā)現(xiàn)了超對(duì)稱;一個(gè)稱作超弦理論(超對(duì)稱弦理論)的新版本弦論成為了研究主題。盡管如此,玻色弦理論仍然是了解攝動(dòng)弦理論的有用工具,并且超弦理論中的一些理論困難之處在玻色弦理論中已然現(xiàn)身。
雖然玻色弦理論有許多吸引人的特質(zhì),其在成為物理模型理論有兩大缺陷:
其只預(yù)測(cè)玻色子的存在,然而許多物理粒子為費(fèi)米子。
其預(yù)測(cè)了一種具有虛數(shù)質(zhì)量的弦模式,暗示了此理論在快子凝聚過(guò)程會(huì)有不穩(wěn)定性。