Обсуждение:Идеальный газ

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

[править] Газ или жидкость

Хочу отметить, что при больших плотностях (т.е. когда парные и многократные кореляции становятся важны) следует уже говорить не о квантовом газе, а о квантовой жидкости. Так, электроны в металле -- это скорее квантовые жидкости. 192.167.201.63 16:53, 13 Фев 2005 (UTC)

Боюсь, что это не столько физика, сколько метафизика конденсированных состояний :-)

Чем отличаются жидкость от газа? Есть 3 наблюдаемых отличия:

• для жидкостей не выполняется закон Клапейрона - объем при данной температуре весьма слабо зависит от давления
• фазовый переход первого рода одного в другое
• наличие поверхности или границы раздела фаз и связанных с этим эффектов

В случае электронов проводимости в металле:

• зависимость объем/давление наблюдать затруднительно, поскольку объем жестко определяется параметрами кристаллической решетки
• фазовые переходы первого рода газ носителей заряда - жидкость носителей заряда в некоторых случаях наблюдаются в полупроводниках, например, конденсация электронно-дырочной плазмы при сверхкритической концентрации носителей с выделением жидкой фазы в отдельных объемах (появление поверхности раздела! ). Для электронов проводимости переходов первого рода вспомнить не могу, в стандартной БКШ-модели сверхпроводимости имеет место быть Ферми-газ, но переход - второго рода с образованием куперовских пар.

P.S. Что касается ферми-жидкости Ландау, то в металлах ее образуют квазичастицы (эффективная масса отлична от массы электрона), да и какая-то она не очень "жидкая"... --Vladimir Kurg 21:18, 13 Фев 2005 (UTC)

Уж что до электронов в металле, то гораздо более идеальный газ они составляют при большой плотности. Ведь кинетическая их энергия растёт как 1/r², а потенциальная только как 1/r при уменьшении расстояний между ними. Как раз при малой плотности электроны вообще могут образовать вигнеровский кристалл.--Begemotv2718 23:15, 13 Фев 2005 (UTC)

Угу. Классический вигнеровский кристалл (работа Вигнера 30-какого-то года, средние расстояния между электронами, образующими решетку вигнер-кристалла, значительно превышающие боровский радиус, низкая температура). Но насколько я помню, трехмерные вигнеровские кристаллы неустойчивы, и экспериментально наблюдаются в 2-мерных структурах? Т.е. для металлов при ~270^oK работает классическая ферми-проводимость, обеспечивающаяся ферми же газом. Или я что-то в этой жизни пропустил? --Vladimir Kurg 16:30, 14 Фев 2005 (UTC)

Да, конечно, для металлов никакого вигнеровского кристалла не надо (у них приличная электронная плотность), и, действительно, его никто не видел в трехмерье. В двумерье, по-моему, всё еще немного противоречиво, но вроде видят вигнеровские кристаллы (в особливости, если кинетическую энергию подморозить магнитным полем, как в образцах для квантового Холла). Но я просто хотел сказать самому первому оратору, что для квантового ферми-газа неправильно думать, что при понижении плотности газ становится более идеальным, скорее наоборот. --Begemotv2718 16:54, 14 Фев 2005 (UTC)

Стало быть, оставляем электронный газ в металлах как пример ферми-газа. Пока не появятся четко сформулированные предложения по модификации текста статьи. А когда найдутся добровольцы, которые добавят соответствующие разделы по квантовым эффектам в статьи жидкость и кристалл, то можно будет дополнить статью упоминанием о фазовых переходах и сответствующими ссылками. --Vladimir Kurg 11:34, 15 Фев 2005 (UTC)

[править] идеальный газ