Стат. физика: Теплоемкость электронного газа

Лекция в рамках учебного курса статистической физики в КГПУ им. В.П. Астафьева от 27.12.22, прочитана к.ф.-м.н. Орловой И.Н. 02:02 - КАЧЕСТВЕННЫЙ ПОДХОД к расчету электронной теплоемкости 11:55 - Оценка тепловой энергии в электронном газе (\delta U) 15:03 - Оценка количества тепловых электронов (\delta N) - электронов, ушедших под действием тепловых толчков из своих исходных квантовых состояний 22:35 - Построение графика зависимости теплоемкости, анализ. 23:40 - Обсуждение температуры вырождения в электронном газе (температуры Ферми) 27:17 - Порядок температуры Ферми для электронного газа в металлах (в модели свободных электронов) 29:45 - Старт обсуждения степени вырождения электронного газа при комнатных температурах (доля комнатной температуры от температуры Ферми и выводы) 31:18 - Обсуждение смысла температуры Ферми 37:21 - Оценка степени вырождения электронного газа при комнатных температурах (продолжение) 38:15 - Доля области размытия функции распределения Ферми при комнатных температурах. Она составляет 0.5% от энергии Ферми. Вывод: электронный газ в металлах при комнатных температурах является практически абсолютно вырожденной системой. 43:05 - Доля тепловых электронов при комнатных температурах. Она составляет 0.5% от полного количества электронов в системе. Т.о. почти все электроны при комнатных температурах "заморожены" в своих квантовых состояниях - не участвуют в тепловом движении, не откликаются на нагревание 44:56 - Доля электронной теплоемкости от классических значений теплоемкости. Эта доля также составляет 0.5%. Учитывая, что почти все твердые тела при комнатных температурах имеют классические значения теплоемкости решетки, ВЫВОД: вклад электронной теплоемкости в полную теплоемкость твердого тела при комнатных температурах можно не учитывать. 49:25 - ТОЧНЫЙ РАСЧЕТ электронной теплоемкости 51:30 - Вид энергетического спектра электронов в макросистеме: спектр квазинепрерывный, поэтому суммирование по отдельным частицам при нахождении полной энергии можно заменить интегрированием 55:29 - МЕТОД расчета термодинамических параметров путем интегрирования по квазинепрерывному спектру микропараметра (например, энергии частиц) (старт обсуждения) 1:08:45 - МОДЕЛЬ СВОБОДНЫХ ЭЛЕКТРОНОВ: вычисление энергетической плотности числа состояний и т.д. 1:37:15 - точная формула электронной теплоемкости в модели свободных электронов и ее сравнение с формулой, полученной в качественном подходе 1:40:27 - Вывод формулы для расчета энергии Ферми в модели свободных электронов (нерелятивистский случай)