Mengenai Saya

Foto saya
jember, jember, Indonesia
Alumni fisika MIPA Universitas Jember

STATISTIK FERMI-DIRAC
Sebelum pengenalan statistik Fermi-Dirac pada tahun 1926, pemahaman beberapa aspek perilaku elektron sulit karena fenomena yang tampaknya bertentangan. Sebagai contoh, elektronik kapasitas panas dari logam pada suhu kamar tampak datang dari 100 kali lebih sedikit elektron daripada berada di arus listrik. Ini juga sulit untuk memahami mengapa arus emisi , yang dihasilkan dengan menerapkan medan listrik tinggi untuk logam pada suhu kamar, hampir tidak tergantung pada suhu.
Kesulitan dihadapi oleh teori elektronik logam pada waktu itu adalah karena mengingat bahwa elektron yang (menurut statistik teori klasik) setara semua. Dengan kata lain, diyakini bahwa setiap elektron berkontribusi pada panas spesifik sejumlah urutan konstanta Boltzmann k. Masalah statistik yang tetap tak terpecahkan sampai penemuan statistik Fermi-Dirac.
Statistik Fermi-Dirac pertama kali diterbitkan pada tahun 1926 oleh Enrico Fermi dan Paul Dirac . Menurut account, Pascual Jordan dikembangkan pada tahun 1925 statistik yang sama yang disebut Pauli statistik, tapi itu tidak dipublikasikan pada waktu yang tepat . Bahwa menurut Dirac, itu pertama kali dipelajari oleh Fermi, dan Dirac menyebutnya statistik Fermi dan partikel yang sesuai fermion.
Statistik Fermi Dirac diterapkan pada tahun 1926 oleh Fowler untuk menggambarkan runtuhnya sebuah bintang ke kerdil putih .Pada tahun 1927 Sommerfeld diterapkan untuk elektron dalam logam dan pada tahun 1928 Fowler dan Nordheim diterapkan ke lapangan emisi elektron dari logam. Fermi-Dirac statistik tetap menjadi bagian penting dari fisika.
Hukum distribsui statistik Fermi-Dirac
Elektron bebas mempunyai spin s=1/2, sehingga bilangan kuantum magnetiknya ms = ±1/2; dalam keadaan tidak ada medan magnet elektron memiliki 2 keadaan yang berenergi sama (degenerate). Jadi gi=2. Elektron dalam atom memiliki fungsi keadaan yang ditandai dengan bilangan-bilangan kuantum: n, l, ml , s, ms
Untuk suatu harga ada (2+1) buah harga m ; sedangkan dengan s = 1/2, ada dua harga ms = 1/2, -1/2. Jadi, tanpa medan magnet, ada 2(2 +1) buah keadaan yang degenerate. Jadi gi = 2(2 +1). Berdasarkan prinsip Pauli, untuk suatu pasangan n, l, ml , s, ms hanya bisa ditempati oleh satu elektron. Jadi ni   gi.

Jika tingkat energi, Ei, akan diisi dengan ni buah elektron, maka dengan degenerasi gi, jumlah cara mengisikan partikel adalah: gi(gi-1) (gi-2)…….. (gi-ni+1). 
Energi eφadalah energi minimum yang diperlukan untuk melepaskan sebuah elektron dari logam. Dalam kasus efek fotolistrik, elektron dilepaskan jika foton hν≥eφ. Besaran φadalah potensial yang disebut fungsi kerja dari logam. Pada suhu tinggi, beberapa elektron menempati keadaan di atas energi EF (lihat gambar (b)). Pada suhu yang cukup tinggi beberapa elektron memperoleh energi sebesar E=EF+eφ sehingga lepas dari logam. Proses ini disebut emisi termionik, dan merupakan dasar bagi tabung elektron.

0 komentar:

Poskan Komentar

About