W temperaturze zera bezwzględnego powierzchnia ta rozdziela poziomy zajęte od niezajętych.
Zgodnie z zakazem Pauliego zajmowane są kolejne poziomy energetyczne do ostatniego, nazywanego poziomem Fermiego. Jego energię nazywa się energią Fermiego W temperaturze zera bezwzględnego energia Fermiego jest równa potencjałowi chemicznemu.
Pojęcie poziomu Fermiego dotyczy nie tylko elektronów w atomie wieloelektronowym, ale wszystkich fermionów. Swobodny gaz fermionowy (np. gaz elektronowy w metalu czy białym karle) charakteryzuje się jeszcze pędem Fermiego. Pęd Fermiego jest pędem fermionu, którego energia jest równa energii Fermiego:
Energia Fermiego swobodnych elektronów jest związana z potencjałem chemicznym równaniem
gdzie: – energia Fermiego, – stała Boltzmanna, – temperatura.
Dla temperatur mniejszych niż 10−5 K potencjał chemiczny jest w przybliżeniu równy energii Fermiego.
Przypisy
Kategoria:Fizyka ciała stałego Kategoria:Mechanika kwantowa Kategoria:Fizyka jądrowa