簡併態

簡併態

簡併能級在物理學中,簡併態是指被當做同一物理狀態的多個不同精細物理態。例如在量子力學中,原子中的電子,由其能量確定的同一能級狀態,可以有兩種不同自鏇量子數的狀態,該能級狀態是兩種不同的自鏇狀態的簡併態。在統計物理中,簡併是指量子效應明顯的體系。含有簡併電子基態的非直線型分子都會產生薑-泰勒效應,而發生構型扭曲,例如六水合銅離子[Cu(OH2)6]2+的表象平面正方結構。

基本信息

概述

簡併態簡併態
在統計物理學中,巨觀上由壓強體積溫度確定的同一巨觀熱力學狀態,在微觀上可以對應大量不同的微觀狀態,該熱力學狀態是這些微觀狀態的簡併態。簡併在量子力學和統計物理中的意義不同,在統計物理中,簡併是指量子效應明顯的體系。

簡單說來假如我們把一個物理量看作一個向量,那么這個物理量就可以用一系列線性無關的特徵向量表示,列如:
a=0*b+c+2*d,假如只有這一種表示方法,可見係數0,1,2就完全表征了這個物理量,此時稱為非簡併,若還有其他的表示方法如:a=1*b-2*c+d,a=1*b-3*c+2*d,
可見此時物理量雖有某一確定的值,卻對應三種可能的狀態,(如動量p=10kg*m/s,但有三種方向的運動可能),稱此時a處於簡併狀態,或a是簡併的,而簡併度為3

壓力

簡併態簡併態
簡併態是一種高密度的物質狀態。簡併態物質的壓力主要來源於泡利不相容原理,叫做簡併壓力。由於泡利不相容原理禁止不同的組成粒子占據同一量子態,因此,減少體積就會迫使粒子進入高能態,從而產生巨大的簡併壓力。隨組成粒子的不同,分別叫做電子簡併壓力,中子簡併壓力,等等。簡併態物質包括電子簡併態,中子簡併態,金屬氫,奇異物質等。

在茫茫宇宙中,簡併態是普遍存在的。質量小於1.4倍太陽質量的恆星將演化成高密、高溫、高壓白矮星。白矮星內部原子的電子殼式結構已被高壓破壞,只有赤裸裸的原子核和脫離原來幾率軌道的自由電子氣,即簡併電子氣。簡併電子壓比理想氣體的壓力要大得多,相比之下輻射壓力與原子核壓力都不重要了。與白矮星坍塌引力抗衡的就是電子簡併壓。

恆星質量大於1.4倍太陽質量(錢德拉塞卡極限)時,電子簡併壓已不能抗衡自身引力,恆星將進一步坍塌,電子被壓入原子核,與質子結合成了中子,當中子的密度超過一定程度後,就進入中子簡併態,中子星形成。

套用

利用局域場修正的介電函式,研究了注入離子在強耦合簡併電子氣中的阻止本領和能量離散。數值結果表明在低速和高r_s值情況下,局域場修正使得阻止本領和能量離散明顯地增加。

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