Фе́рми - Терми, город эпохи энеолита и бронзы (3-2-е тысячелетие до н. э.), на о. Лесбос. Остатки домов, мостовых, оборонительных стен, металлургического производства. В XIV-XIII вв. до н. э. центр культа Геры.
-----------------------------------
Фе́рми - внесистемная единица длины, равна 10-13 см. Названа по имени Э. Ферми, применяется в физике элементарных частиц и ядерной физике.
ФЕРМИ - ДИРАКА СТАТИСТИКА - квантовая статистика для систем тождественных фермионов. Характерная особенность статистики Ферми - Дирака: в каждом квантовом состоянии может находиться не более одной частицы (Паули принцип). Применима к электронному газу в металлах, к электронам в атомных оболочках, нуклонам в атомных ядрах и др. Предложена в 1925 Э. Ферми, а П. Дирак установил ее связь с математическим аппаратом квантовой механики.
-----------------------------------
ФЕРМИ (Терми) - город эпохи энеолита и бронзы (3-2-е тыс. до н. э.) на о. Лесбос. Остатки домов, мостовых, оборонительных стен, металлургического производства. В 14-13 вв. до н. э. центр культа Геры.
-----------------------------------
ФЕРМИ - внесистемная единица длины, равна 10-13 см. Названа по имени Э. Ферми, применяется в ядерной физике.
ферми́
(по имени ит. физика Э. Ферми (fermi), 1901-1954) единица длины, применявшаяся в ядерной физике; 1ф. = 1016 м.
- Этот физик умер в США, но его память увековечена в прекрасной флорентийской церкви Санта Кроче.
- Итальянский физик, лауреат Нобелевской премии (1938 г.), создатель ядерной и нейтронной физики, разработавший квантовую статистику, основоположник квантовой электродинамики.
- 29 сентября 1901 года в Риме, в семье служащего железной дороги и учительницы появился на свет этот будущий великий физик.
- Кто построил первый в мире искусственный ядерный реактор «Чикагскую поленницу»?
- Кто создал теорию бета-распада?
- Кто руководил созданием первого ядерного реактора?
ФЕРМИ (Fermi) Энрико (1901-54) - итальянский физик, один из создателей ядерной и нейтронной физики, основатель научных школ в Италии и США, иностранный член-корреспондент АН СССР (1929). В 1938 эмигрировал в США. Разработал квантовую статистику (статистика Ферми - Дирака; 1925), теорию бета-распада (1934). Открыл (с сотрудниками) искусственную радиоактивность, вызванную нейтронами, замедление нейтронов в веществе (1934). Построил первый ядерный реактор и первым осуществил в нем (2.12.1942) цепную ядерную реакцию. Нобелевская премия (1938).
ФЕРМИ (город) - ФЕ́РМИ (Терми), город эпохи энеолита и бронзы (3-2-е тыс. до н. э.) на о. Лесбос. Остатки домов, мостовых, оборонительных стен, металлургического производства. В 14-13 вв. до н. э. центр культа Геры (см. ГЕРА (в мифологии)) .
ФЕРМИ ПОВЕРХНОСТЬ - ФЕ́РМИ ПОВЕ́РХНОСТЬ, изоэнергетическая поверхность, ограничивающая в пространстве квазиимпульсов область энергетических состояний, занятых электронами проводимости при Т = 0 К. Поверхность Ферми - важнейшее понятие теории металлов. Многие их свойства (теплоемкость, магнитная восприимчивость, электропроводность и т. д.) определяются главным образом электронами с импульсами, лежащими вблизи поверхности Ферми. Названа по имени Э. Ферми.
ФЕРМИ Поверхность - изоэнергетическая Поверхность, ограничивающая в пространстве квазиимпульсов область энергетических состояний, занятых электронами проводимости при Т = ОК. Поверхность Ферми - важнейшее понятие теории металлов. Многие их свойства (теплоемкость, магнитная восприимчивость, электропроводность и т. д.) определяются главным образом электронами с импульсами, лежащими вблизи поверхности Ферми. Названа по имени Э. Ферми.
ФЕРМИ УРОВЕНЬ - ФЕ́РМИ У́РОВЕНЬ, некоторый условный уровень, соответствующий энергии Ферми (см. ФЕРМИ-ЭНЕРГИЯ).
Фе́рми Энрико (Fermi) (1901-1954), итальянский физик, один из создателей ядерной и нейтронной физики, основатель научных школ в Италии и США, иностранный член-корреспондент АН СССР (1929). В 1938 эмигрировал в США. Разработал квантовую статистику (статистика Ферми - Дирака; 1925), теорию бета-распада (1934), один из основоположников квантовой электродинамики. Открыл (с сотрудниками) искусственную радиоактивность, вызванную нейтронами, замедление нейтронов в веществе (1934). Построил первый ядерный реактор и первым осуществил в нём (2 декабря 1942) цепную ядерную реакцию. Нобелевская премия (1938). По имени Ферми назван химический элемент фермий.
* * *
ФЕРМИ Энрико - ФЕ́РМИ (Fermi) Энрико (1901-54), итальянский физик, один из создателей ядерной и нейтронной физики, основатель научных школ в Италии и США, иностранный член-корреспондент АН СССР (1929). В 1938 эмигрировал в США. Разработал квантовую статистику (статистика Ферми - Дирака; 1925), теорию бета-распада (1934). Открыл (с сотрудниками) искусственную радиоактивность, вызванную нейтронами, замедление нейтронов в веществе (1934). Построил первый ядерный реактор и первым осуществил в нем (2.12.1942) цепную ядерную реакцию. Нобелевская премия (1938).
* * *
ФЕ́РМИ (Fermi) Энрико (29 сентября 1901, Рим - 28 ноября 1954, Чикаго), виднейший итальянский физик, член Национальной академии деи Линчеи и многих иностранных академий и научных обществ, иностранный член АН СССР, автор многочисленных работ в области квантовой теории, физики элементарных частиц, участник и руководитель теоретических и экспериментальных работ по нейтронной физике и ядерной энергетике.
Детство и юность
Энрико Ферми родился в семье служащего. Хотя дома никто не побуждал его заниматься науками, он еще в детстве проявлял большой интерес к математике и к физике. Большое благотворное влияние на юношу оказал коллега его отца, инженер Амидей, который впоследствии очень подробно поведал о первых шагах Энрико в науке. Он многое изучал самостоятельно по книгам. Так, тринадцати лет он за три дня изучил учебник по проективной геометрии, прорешав все 200 имевшихся там задач, проштудировал несколько книг по различным разделам математики и теоретической механики.
Летом 1918 г., пройдя трехгодичный курс лицея за два года, Ферми получил диплом и встал вопрос, где продолжить учебу. Его особенно привлекала физика, по которой он прочитал больше всего книг, в том числе, огромные тома курса физики русского профессора О. Хвольсона (см. ХВОЛЬСОН Орест Даниилович), в которых подробно описывались многочисленные экспериментальные установки.
Можно было поступить в Римский университет, но семнадцатилетний Энрико остановил свой выбор на университете в Пизе. Для поступления туда ему нужно было пройти конкурс в Нормальную школу в Пизе и впоследствии совмещать учебу в ней с посещением лекций в университете. Ферми не только выдержал конкурс, но и вышел в нем на первое место. Впоследствии, в 1934 Ферми писал: «Когда я поступил в университет, классическую физику и теорию относительности я знал так же, как и теперь». Во многом, как и прежде, Ферми оставался самоучкой, к его учебе по книгам преподаватели мало что могли добавить. Он выработал весьма эффективную систему самостоятельных занятий, в чем можно убедиться по его тогдашним конспектам. Феноменальная память позволяла ему также быстро изучать иностранные языки.
Исключительные способности Ферми скоро были замечены не только студентами, но и преподавателями. В 1920 он уже в присутствии ряда профессоров читал лекцию о квантовой теории (почти неизвестной тогда в Италии) в Физическом институте. Тогда же появились его первые исследования в области электродинамики и теории относительности. В воспоминаниях Энрико Персико, будущего профессора Римского университета, с которым Ферми поддерживал тесную дружбу с 14 лет, есть следующие строки о том, как тот работал: «Его метод изучения книги всегда состоял в том, что из книги он брал только данные проблемы и результаты опыта, сам обрабатывал их и затем сравнивал свои результаты с результатами автора. Иногда при проведении такой работы он ставил новые проблемы и решал их, или даже поправлял ошибочные, хотя и общепринятые решения». В качестве диссертационных (дипломных) работ тогда допускались только экспериментальные. Ферми защищал работу по оптике рентгеновских лучей. В 1922 г. он блестяще оканчивает университет и Высшую Нормальную школу.
Поддержка сенатора Корбино
Несмотря на все успехи Ферми, ему не могли предложить работы в Пизанском университете. Он вернулся в Рим, где вскоре состоялось его знакомство с сенатором профессором Орсо Марио Корбино, директором Физического института Римского королевского университета, который сам в молодости проявил себя как блестящий физик-экспериментатор. Корбино очень быстро оценил двадцатилетнего Ферми и принял его под покровительство, дал ему временную работу в качестве преподавателя математики для студентов-химиков Римского университета и обещал при первой возможности сделать его постоянным сотрудником. Ферми считал Корбино своим вторым отцом.
В Италии в то время не было крупной теоретической школы, и поэтому для Ферми явилась большой удачей возможность поехать в 1923 в Геттинген, где работал Макс Борн (см. БОРН Макс). Как это ни странно, общение с Борном и его блистательными учениками и сотрудниками не принесло, по словам самого Ферми, ему особенной пользы. Причиной тому могли быть привычка Ферми работать в одиночку и отсутствие у него тогда уверенности в себе, которую ему дало впоследствии общение с Паулем Эренфестом (см. ЭРЕНФЕСТ Пауль), на обучении у которого в Голландии Ферми находился с сентября по декабрь 1924. После возвращения в 1923 в Римский университет Ферми один год читает курс математики для химиков и естественников, а после возвращения в 1924 от Эренфеста, приступает к преподаванию как временный профессор во Флорентийском университете.
Признание теоретиков
Одной из серьезных заслуг Ферми, начавшего преподавать в Италии, явилось быстрое формирование получившей в дальнейшем заслуженную известность итальянской школы теоретической физики. Как вспоминали впоследствии бывшие его ученики, это происходило как бы исподволь. После занятий собирались в кабинете Ферми и начиналось обсуждение заданного кем-то вопроса, часто не связанного непосредственно с тем, что только что было на занятиях. Ответ Ферми часто превращался в импровизированную лекцию. По воспоминаниям тогдашних учеников Ферми, «скорость формирования молодого физика в этой школе была невероятной». Ферми учил не только физике в прямом смысле этого слова: собственным примером «он учил страстно любить физику, равно как и понимать дух и этику этой науки». Ферми не любил предлагать темы для дипломных работ, справедливо считая, что во всех отношениях полезнее, если студент сам выберет интересную для него задачу.
Задачи же, которые тогда увлекали самого Ферми, стали вскоре научной классикой. В декабре 1925 он независимо от английского физика П. Дирака (см. ДИРАК Поль) разработал статистику частиц с полуцелым спином - для них даже привилось название «фермионы» - ставшую одной из основ физики элементарных частиц, развивал эффективный приближенный метод расчетов многоэлектронных атомов (в квантовой, как и в классической механике задачи многих тел физики умеют решать лишь приближенно). В Рим, становившийся новым центром теоретической физики, все чаще стали приезжать коллеги из-за рубежа.
Профессура в Риме
Осенью 1926, заняв первое место на конкурсе, Ферми становится штатным профессором на созданной в Римском университете кафедре теоретической физики. Об этом периоде его жизни в книге Б. Понтекорво (см. ПОНТЕКОРВО Бруно Максимович) написано: «Личная жизнь Ферми с того времени, когда он обосновался в Риме, протекала спокойно и благополучно в течение нескольких лет, примерно до 1936 г. Он женился в 1928 г. на синьоре Лауре Капон; как мы увидим, это событие десять лет спустя стало одной из причин того, что Ферми вместе с семьей покинул родину. В 1929 г. Ферми был несколько неожиданно избран ... членом Королевской академии Италии. Это была новая академия, созданная Муссолини для увеличения престижа фашистского режима. Члены академии получали довольно значительное вознаграждение. Избрание в академию заметно увеличило доходы Ферми, принесло звание «его превосходительства» и довольно смешной мундир».
В 1932 Ферми избирается членом-корреспондентом старейшей итальянской Национальной академии Линчеи. «Ферми вел размеренную жизнь и почти никогда не изменял своим привычкам. Творческой работой он занимался с половины шестого утра до половины восьмого, ... в институт приезжал не позже девяти утра». Лето он, если не отдыхал в Альпах, проводил за границей, где читал лекции, становившиеся вскоре основой его новых книг. Так появились «Квантовая теория излучения» и «Термодинамика» по лекциям, прочитанным в Мичиганском и Колумбийском университетах.
В числе ведущих физиков мира, Ферми в 1933 участвует в Брюсселе в работе Сольвеевского конгресса по ядерной физике. К тому времени начатые им недавно работы по физике нейтронов уже получили известность. Но особенно высоко были оценены его работы 1933, в которых излагалась развитая им теория бета-распада.
Физика нейтронов все полнее захватывала Ферми. В 1934 он получает первые радиоактивные изотопы при облучении веществ нейтронами. Годом позже он открывает эффект замедления нейтронов, которому суждено было в дальнейшем сыграть важнейшую роль в ядерной физике и технике. За работы по физике нейтронов Ферми в 1938 г. была вручена Нобелевская премия в Стокгольме, откуда он уже не вернулся в Италию, а вместе с семьей уехал в Нью-Йорк. Так началась жизнь в Америке.
В Америке
Для эмиграции были веские основания. Политический климат в фашистской Италии стал заметно ухудшаться с 1936, в частности, начали появляться антисемитские законы, которые могли угрожать жене Ферми, итальянке еврейского происхождения. В январе 1939 Ферми поступает на работу в Колумбийский университет и приступает к исследования реакции деления ядер. Эта ядерная реакция, открытая в 1938 О. Ганом (см. ГАН Отто) и Штрассманом, заняла в дальнейшем ключевое место в ядерной физике. Но тогда еще никто не знал о том, к каким военным, политическим и экономическим последствиям приведет изучение этой проблемы, и Ферми воспринял ее просто как интересное физическое явление. Приходится заметить, что этический аспект науки, по-видимому, не очень интересовал Ферми, который был равнодушен ко многому, что лежит за пределами физики, в том числе, и к политике. Рассказывают (хотя в это трудно поверить), что когда ему сообщили об атомных бомбардировках Хиросимы и Нагасаки, он не удержался от страшного в своем цинизме замечания: «А все-таки это была прекрасная физика...».
Весной 1942 Ферми переезжает в Чикаго, где разворачиваются работы по исследованию цепных ядерных реакций (Манхэттенский проект (см. МАНХЭТТЕНСКИЙ ПРОЕКТ)). В декабре возглавляемая им экспериментальная группа сумела получить в первом ядерном реакторе такую самоподдерживающуюся реацию. Путь к ядерному оружию был открыт. В 1944 Ферми переехал в Лос-Аламос, где велись основные работы, а в июле 1945 он уже принимал участие в испытании первой атомной бомбы.
В 1946 Ферми становится сотрудником созданного в Чикаго Института ядерных исследований. Последние годы его жизни были посвящены физике высоких энергий. Он выдвинул гипотезу о происхождении космических лучей высоких энергий, в 1950 выступил со статистической теорией множественного образования мезонов (см. МЕЗОНЫ). 1952 год отмечен его новым вкладом в физику элементарных частиц - открытием первого адронного резонанса. В 1950 г. Ферми избирается иностранным членом Лондонского Королевского, а в 1953 - президентом Американского физического общества. Год спустя выходит его последняя книга «Лекции о пи-мезонах и нуклонах». Ферми был членом многих иностранных академий и научных обществ, в его честь назван сотый элемент таблицы Менделеева - фермий, его имя после его кончины осталось в названиях ряда научных центров, в его трудах и в памяти многих людей.
ФЕРМИ Энрико (Fermi, Enrico)
ЭНРИКО ФЕРМИ
(1901-1954), итальянский физик, один из основателей ядерной физики. В 1938 был удостоен Нобелевской премии за открытие искусственной радиоактивности, обусловленной нейтронами, и создание теории замедления нейтронов. Родился 29 сентября 1901 в Риме. В 1922 окончил одновременно Пизанский университет и Пизанскую высшую нормальную школу. В 1923 работал в Геттингенском университете у М.Борна, в 1924 - в Лейденском университете у П.Эренфеста, затем преподавал в Римском и Флорентийском университетах; в 1926 стал профессором теоретической физики Римского университета. В 1938 эмигрировал в США. В 1939-1942 - профессор Колумбийского университета, в 1942-1945 - Чикагского, с 1946 - профессор Института ядерных исследований в Чикаго. В 1944-1945 был заведующим отделом Лос-Аламосской лаборатории. Исследования Ферми относятся к области ядерной физики, статистической механики, физики высоких энергий, астрофизики. В 1926 была опубликована его знаменитая работа по статистической механике частиц, подчиняющихся принципу Паули (частиц с полуцелым спином). Она послужила фундаментом т.н. статистики Ферми - Дирака, которая объясняла поведение электронов в твердых телах (электропроводность, электронную эмиссию, термоэлектрический эффект и т.д.), а также многие явления в самых разных разделах физики - от ядерной физики до астрофизики. В 1933-1934 Ферми создал количественную теорию b-распада. В 1934 открыл искусственную радиоактивность элементов, облучаемых нейтронами, высказал идею получения таким способом новых, трансурановых элементов. В 1936 открыл поглощение нейтронов. Все эти работы положили начало нейтронной физике. В 1939 независимо от Ф. Жолио-Кюри и Л. Сциларда Ферми экспериментально доказал, что при бомбардировке ядер урана медленными нейтронами испускаются новые нейтроны, и постулировал существование цепной ядерной реакции. В 1941 впервые зарегистрировал нейтроны, испускаемые при спонтанном делении ядер. Проведя опыты по замедлению нейтронов в графите, разработал метод определения критических размеров реакционной среды. Ферми руководил созданием первого ядерного реактора; 2 декабря 1942 на этом реакторе была запущена самоподдерживающаяся цепная реакция. Поздние работы ученого относятся к физике высоких энергий. В 1949 он разработал теорию происхождения космических лучей, вместе с Ч.Янгом предложил составную модель элементарных частиц, в которой в качестве фундаментальных частиц фигурировали нуклоны и антинуклоны (модель Ферми - Янга). В честь Ферми назван 100-й элемент в таблице Менделеева - фермий. В США учреждена премия его имени, его имя присвоено Чикагскому институту ядерных исследований. Умер Ферми в Чикаго 28 ноября 1954.
ЛИТЕРАТУРА
Ферми Э. Научные труды, тт. 1-2. М., 1971-1972 Понтекорво Б., Покровский В. Энрико Ферми в воспоминаниях учеников и друзей. М., 1972 Сегре Э. Энрико Ферми. М., 1973
Энрико Ферми.
ФЕРМИ (Fermi) Энрико (1901 - 54), итальянский физик, один из создателей ядерной физики, нейтронной физики, квантовой статистики, физики металлов и др.; участник американской программы овладения ядерной энергией, основатель научных школ в Италии и США. Открыл (с сотрудниками) искусственную радиоактивность, вызванную нейтронами, и замедление нейтронов в веществе (1934). Создал теорию бета-распада. Построил (1942) первый ядерный реактор и осуществил в нем ядерную цепную реакцию. Нобелевская премия (1938).
Фе́рми-газ - квантовый газ частиц или квазичастиц с полуцелым спином (например, электронный газ в металле). При Т = 0 К частицы ферми-газа заполняют все состояния вплоть до так называемой ферми-энергии, зависящей от плотности газа.
* * *
ФЕРМИ-ГАЗ - ФЕ́РМИ-ГАЗ, квантовый газ частиц или квазичастиц с полуцелым спином (напр., электронный газ в металле). При Т = ОК частицы ферми-газа заполняют все состояния вплоть до т. н. ферми-энергии, зависящей от плотности газа.
ФЕРМИ-ГАЗ - квантовый газ частиц или квазичастиц с полуцелым спином (напр., электронный газ в металле). При Т = ОК частицы ферми-газа заполняют все состояния вплоть до т. н. ферми-энергии, зависящей от плотности газа.
Фе́рми-Дира́ка стати́стика - Фе́рми-Дира́ка стати́стика, квантовая статистика для системы тождественных фермионов. Характерная особенность Ферми-Дирака статистики: в каждом квантовом состоянии может находиться не более одной частицы (Паули принцип). Применима к электронам проводимости в металлах, к электронам в атомных оболочках, нуклонам в атомных ядрах и др. Предложена в 1925 Э. Ферми, а П. Дирак установил её связь с математическим аппаратом квантовой механики.
* * *
ФЕРМИ-ДИРАКА СТАТИСТИКА - ФЕ́РМИ - ДИРА́КА СТАТИ́СТИКА, квантовая статистика для систем тождественных фермионов (см. ФЕРМИОН). Характерная особенность статистики Ферми - Дирака: в каждом квантовом состоянии может находиться не более одной частицы (Паули принцип (см. ПАУЛИ ПРИНЦИП)). Применима к электронному газу в металлах, к электронам в атомных оболочках, нуклонам в атомных ядрах и др. Предложена в 1925 Э. Ферми, а П. Дирак (см. ДИРАК Поль) установил ее связь с математическим аппаратом квантовой механики (см. КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА).
Фе́рми-жи́дкость - квантовая жидкость из частиц или квазичастиц с полуцелым спином (жидкий 3Не, электроны проводимости в металлах).
* * *
ФЕРМИ-ЖИДКОСТЬ - ФЕ́РМИ-ЖИ́ДКОСТЬ, квантовая жидкость из частиц или квазичастиц с полуцелым спином (жидкий 3Не, электроны проводимости в металлах).
ФЕРМИ-ЖИДКОСТЬ - квантовая жидкость из частиц или квазичастиц с полуцелым спином (жидкий 3Не, электроны проводимости в металлах).
Фе́рми-пове́рхность - изоэнергетическая поверхность, ограничивающая в пространстве квазиимпульсов область энергетических состояний, занятых электронами проводимости при Т = 0 К. Ферми-поверхность - важнейшее понятие теории металлов. Многие их свойства (теплоёмкость, магнитную восприимчивость, электропроводность и т. д.) определяются главным образом электронами с импульсами, лежащими вблизи Ферми-поверхности. Названа по имени Э. Ферми.
Фе́рми-эне́ргия - энергия, ниже которой при Т = 0 К все энергетические состояния системы частиц или квазичастиц, подчиняющихся Ферми-Дирака статистике, заняты, а выше - свободны.
* * *
ФЕРМИ-ЭНЕРГИЯ - ФЕ́РМИ ЭНЕ́РГИЯ, значение энергии, ниже которой при температуре абсолютного нуля Т=0 К, все энергетические состояния системы частиц, подчиняющихся Ферми - Дирака статистике (см. ФЕРМИ-ДИРАКА СТАТИСТИКА), заняты, а выше - свободны. Уровень Ферми - некоторый условный уровень, соответствующий энергии Ферми системы фермионов (см. ФЕРМИОН); в частности электронов (см. ЭЛЕКТРОН (частица)) твердого тела, играет роль химического потенциала для незаряженных частиц. Статистический смысл уровня Ферми - при любой температуре его заселенность равна 1/2.
Положение уровня Ферми является одной из основных характеристик состояния электронов (электронного газа) в твердом теле. В квантовой теории вероятность заполнения энергетических состояний электронами, определяется функцией Ферми F(E):
F(E) =1/(e(E-EF)/kT+1), где
Е - энергия уровня, вероятность заполнения которого определяется,
EF - энергия характеристического уровня, относительно которого кривая вероятности симметрична;
Т - абсолютная температура;
k - постоянная Больцмана (см. БОЛЬЦМАНА ПОСТОЯННАЯ).
При абсолютном нуле из вида функции следует, что
F(E) = 1 при Е < EF;
F(E) = 0 при Е >EF.
То есть все состояния, лежащие ниже уровня Ферми, полностью заняты электронами, а выше него свободны.
Энергия Ферми EF - максимальное значение энергии, которое может иметь электрон при температуре абсолютного нуля. Энергия Ферми совпадает со значениями химического потенциала газа фермионов при Т =0 К, то есть уровень Ферми для электронов играет роль уровня химического потенциала для незаряженных частиц. Соответствующий ей потенциал jF = EF/е называют электрохимическим потенциалом.
Таким образом, уровнем Ферми или энергией Ферми в металлах является энергия, которую может иметь электрон при температуре абсолютного нуля. При нагревании металла происходит возбуждение некоторых электронов, находящихся вблизи уровня Ферми (за счет тепловой энергии, величина которой порядка kT). Но при любой температуре для уровня с энергией, соответствующей уровню Ферми, вероятность заполнения равна 1/2. Все уровни, расположенные ниже уровня Ферми, с вероятностью больше 1/2 заполнены электронами, а все уровни, лежащие выше уровня Ферми, с вероятностью больше 1/2 свободны от электронов.
Для электронного газа в металлах при Т = 0 величина энергии Ферми однозначно определяется концентрацией электронов и ее можно выразить через число n частиц электронного газа в единице объема: зависимость энергии Ферми от концентрации электронов нелинейная.
С ростом температуры (а также уменьшением концентрации электронов) уровень Ферми смещается по шкале энергий влево, но его заселенность остается равной 1/2. В реальных условиях изменение EFс увеличением температуры мало. Например, для Ag, имеющего при Т=0 значение EF равное 5,5 эВ, изменение энергии Ферми при температуре плавления составляет всего около 0,03% от исходного значения.
В полупроводниках (см. ПОЛУПРОВОДНИКИ) при очень низких температурах уровень Ферми лежит посередине между дном зоны проводимости (см. ПРОВОДИМОСТИ ЗОНА) и потолком валентной зоны (см. ВАЛЕНТНАЯ ЗОНА). (Для донорных полупроводников - полупроводников n-типа проводимости - уровень Ферми лежит посередине между дном зоны проводимости и донорным уровнем). С повышением температуры вероятность заполнения донорных состояний уменьшается, и уровень Ферми перемещается вниз. При высоких температурах полупроводник по свойствам близок к собственному, и уровень Ферми устремляется к середине запрещенной зоны. Аналогичные закономерности проявляются и полупроводниках р-типа проводимости.
Существование энергии Ферми является следствием принципа Паули (см. ПАУЛИ ПРИНЦИП). Величина энергии Ферми существенно зависит от свойств системы. Понятие об энергии Ферми используется в физике твердого тела, в ядерной физике, в астрофизике и т. д.
ФЕРМИ-ЭНЕРГИЯ - энергия, ниже которой при Т = ОК все энергетические состояния частиц, подчиняющихся Ферми - Дирака статистике, заняты, а выше - свободны.
ФЕ́РМИЙ -я; м. [лат. Fermium] Химический элемент (Fm), радиоактивный металл серебристо-белого цвета, относящийся к актиноидам. ● Назван в честь итальянского физика Э.Ферми (1901 - 1954).
* * *
фе́рмий (лат. Fermium), химический элемент III группы периодической системы, относится к актиноидам. Радиоактивен, наиболее устойчивый изотоп 257Fm (период полураспада 100,5 сут). Назван по имени Э. Ферми. Получен искусственно.
* * *
ФЕРМИЙ - ФЕ́РМИЙ (лат. Fermium), Fm (читается «фермий»), радиоактивный искусственно полученный химический элемент с атомным номером 100. Расположен в группе IIIB, в 7 периоде. Актиноид, трансурановый элемент. Известно 17 радионуклидов с массовыми числами 243-259. Наиболее устойчив a-радиоактивный 257Fm (период полураспада Т1/2 = 80 суток). Предполагаемая конфигурация трех внешних электронных слоев 5s2p6d10f126s2p 6 7 s2. Предполагаемый радиус атома 0,15- 0,16 нм, иона Fm2+ 0,094 нм, иона Fm 3+0,0922 нм. Электроотрицательность по Полингу (см. ПОЛИНГ Лайнус) 1,2.
История открытия
Впервые фермий получен в январе 1953 американцем А. Гиорсо и другими учеными Лос-Аламосской лаборатории в виде изотопа 255Fm с периодом полураспада Т1/2 = 20,1 ч, который содержался в пыли после термоядерного взрыва, произведенного США в 1952 году. Обнаруженный изотоп - продукт b-распада 255U, образовавшегося в результате последовательного захвата 17 нейтронов ядрами 238U. Элемент назвали в честь выдающегося физика Энрико Ферми. (см. ФЕРМИ Энрико)
Возможные свойства
В свободном виде должен проявлять свойства металла.
Основные исследования свойств фермия выполнены с использованием 257Fm и менее устойчивого радионуклида 255Fm (Т1/2= 20,07 часа). Наиболее устойчив Fm+3 (валентность III), но под действием сильных восстановителей в водных растворах получают Fm+2. Стандартный потенциал пары Fm(+3)/Fm(+2) -1,55 В, пары Fm(+3/Fm(0) -1,98 В и пары Fm(+2)/Fm(0) -2,37 В.
Мишени из атомов Fm используются в ядерной физике для получения ядер более тяжелых элементов.
ФЕРМИЙ (лат. Fermium) - Fm, химический элемент III группы периодической системы Менделеева, атомный номер 100, атомная масса 257, 0951, относится к актиноидам. Радиоактивен, наиболее устойчивый изотоп 257Fm (период полураспада 94 сут). Назван по имени Э. Ферми. Получен искусственно.
ФЕРМИЙ (Fermium), Fm, искусственный радиоактивный химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 100; относится к актиноидам; металл. Впервые получен американскими физиками А. Гиорсо, С. Томпсоном и Г. Хиггинсом в 1952.
фе́рмий
(по имени ит. физика Э. Ферми (fermi)) радиоактивный хим. элемент, полученный искусственно; символ Fm (лат. fermium), относится к актиноидам.
Фермио́н (ферми-частица), частица или квазичастица с полуцелым спином: электрон, протон, нейтрон и др. (а также кварки).
* * *
ФЕРМИОН - ФЕРМИО́Н (ферми-частица), частица или квазичастица с полуцелым спином: электрон, протон, нейтрон, кварк.
ФЕРМИОН (ферми-частица) - частица или квазичастица с полуцелым спином: электрон, протон, нейтрон и др. (а также кварки).
фермио́н
(по имени ит. физика Э. Ферми (fermi)) ферми-частица - элементарная частица (электрон, протон, нейтрон и др.) или квазичастица, обладающая полуцелым спином (/2) 8/з и т. д.); в квантовой системе (напр., атоме) в одном и том же квантовом состоянии не может находиться более одного фермиона (все электроны атома находятся в разных состояниях).
- Элементарная частица.
- Частица или квазичастица с полуцелым спином: электрон, протон, нейтрон, кварк.
ФЕРМИТЕ fermeté f. дипл. Твердость, последовательность, постоянство. Его Царское Величество .. ничего так не желал как с таким Потентатом, который во всех своих делах сколько фермите и твердости показал, в верной дружбе и согласии быть. 1718. ЖПВ 2 5 31.