Fermi-Geschwindigkeit: Unterschied zwischen den Versionen

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Die '''Fermi-Geschwindigkeit''' <math>u_\mathrm{F}</math> (nach [[Enrico Fermi]]) ist die Geschwindigkeit eines [[Elektron]]s, dessen [[kinetische Energie]] <math>E_\mathrm{kin}</math> gleich der [[Fermi-Energie]] <math>E_\mathrm{F}</math> ist:
Die '''Fermi-Geschwindigkeit''' <math>u_\mathrm{F}</math> (nach [[Enrico Fermi]]) ist die Geschwindigkeit eines [[Elektron]]s, dessen [[kinetische Energie]] <math>E_\mathrm{kin}</math> gleich der [[Fermi-Energie]] <math>E_\mathrm{F}</math> ist:


::<math>E_\mathrm F = E_\mathrm{kin} = \frac 1 2 m_e \cdot {u_\mathrm F}^2</math>
::<math>E_\mathrm F = E_\mathrm{kin} = \frac 1 2 m_\mathrm e \cdot u_\mathrm F^2</math>


Dann gilt:
Dann gilt:


:<math>\Leftrightarrow u_\mathrm{F} = \sqrt{\frac{2 \cdot E_\mathrm{F}}{m_e}}</math>
:<math>\Leftrightarrow u_\mathrm{F} = \sqrt{\frac{2 \cdot E_\mathrm{F}}{m_\mathrm e}}</math>


wobei
wobei
* <math>m_e</math> die [[Elektronenmasse]] ist.
* <math>m_\mathrm e</math> die [[Elektron|Elektronenmasse]] ist.


Die Fermigeschwindigkeit ist, wie die Fermi-Energie, unabhängig von der Temperatur.
Die Fermigeschwindigkeit ist, wie die Fermi-Energie, unabhängig von der Temperatur.


Besonders wichtig ist die Fermigeschwindigkeit bei der [[quantenmechanisch]]en Betrachtung der [[Elektrische Leitfähigkeit|Leitfähigkeit]], da hier davon ausgegangen wird, dass nur Elektronen nahe der Fermi-Geschwindigkeit am Leiten des [[elektrischer Strom|elektrischen Stroms]] teilhaben.
Besonders wichtig ist die Fermigeschwindigkeit bei der [[Quantenmechanik|quantenmechanischen]] Betrachtung der [[Elektrische Leitfähigkeit|Leitfähigkeit]], da hier davon ausgegangen wird, dass nur Elektronen nahe der Fermi-Geschwindigkeit am Leiten des [[elektrischer Strom|elektrischen Stroms]] teilhaben.


== Literatur ==
== Literatur ==
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[[Kategorie:Festkörperphysik]]
[[Kategorie:Festkörperphysik]]
[[Kategorie:Enrico Fermi]]
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Aktuelle Version vom 6. Februar 2022, 21:43 Uhr

Die Fermi-Geschwindigkeit $ u_{\mathrm {F} } $ (nach Enrico Fermi) ist die Geschwindigkeit eines Elektrons, dessen kinetische Energie $ E_{\mathrm {kin} } $ gleich der Fermi-Energie $ E_{\mathrm {F} } $ ist:

$ E_{\mathrm {F} }=E_{\mathrm {kin} }={\frac {1}{2}}m_{\mathrm {e} }\cdot u_{\mathrm {F} }^{2} $

Dann gilt:

$ \Leftrightarrow u_{\mathrm {F} }={\sqrt {\frac {2\cdot E_{\mathrm {F} }}{m_{\mathrm {e} }}}} $

wobei

Die Fermigeschwindigkeit ist, wie die Fermi-Energie, unabhängig von der Temperatur.

Besonders wichtig ist die Fermigeschwindigkeit bei der quantenmechanischen Betrachtung der Leitfähigkeit, da hier davon ausgegangen wird, dass nur Elektronen nahe der Fermi-Geschwindigkeit am Leiten des elektrischen Stroms teilhaben.

Literatur

  • Neil W. Ashcroft, N. David Mermin: Festkörperphysik. 2. Auflage. Oldenbourg, München 2005, ISBN 3-486-57720-4.
  • Rudolf E. Hummel: Electronic Properties of Materials. 4. Auflage. Springer, New York 2011, ISBN 978-1-4419-8164-6.