Чему равно среднее число электронов в металле при температуре 100 К в состоянии с энергией 3 эВ, если энергия Ферми этого металла равна 5 эВ...
Условие:
Решение:
Для решения данной задачи, мы можем использовать распределение Ферми-Дирака, которое описывает вероятность нахождения электрона в состоянии с определенной энергией при заданной температуре.
Формула распределения Ферми-Дирака имеет вид:
f(E) = 1 / (exp((E - E_F) / (k * T)) + 1),
где f(E) - вероятность нахождения электрона в состоянии с энергией E, E_F - энергия Ферми, k - постоянная Больцмана, T - температура.
Для нахождения среднего числа электронов в состоянии с энергией 3 эВ, мы должны проинтегрировать распределение Ферми-Дирака от энергии Ферми до 3 эВ:
n_avg = ∫[E_F, 3] f(E) dE.
Однако, для решения этой задачи нам необходимо знать функцию плотности состояний (density of states) для данного металла. Без этой информации мы не сможем точно рассчитать среднее число электронов.
Поэтому, чтобы продолжить с решением задачи, нам необходимо знать функцию плотности состояний для данного металла при заданной энергии Ферми.