
【化】 Fermi hole
Fermi
【化】 femtometre (fm); fermi
acupuncture point; aperture; cave; delve; den; grave; hole
【医】 burrow; coel-; hollow; point
费米穴(Fermi hole)是量子力学中描述全同费米子空间关联效应的术语,源于泡利不相容原理导致的电子间排斥性空间分布特征。该概念由恩里科·费米在1926年提出,用于解释多电子系统中由于波函数反对称性而产生的电子空间排布规律。
在电子体系研究中,费米穴表现为特定电子周围存在其他电子出现概率显著降低的球壳区域。这种效应在哈特里-福克理论中通过交换相互作用进行数学描述,其交换能公式可表示为: $$ E_{ex} = -frac{3}{4}left(frac{3}{pi}right)^{1/3} int rho^{4/3}(mathbf{r}) dmathbf{r} $$ 其中$rho(mathbf{r})$为电子密度分布函数。
该现象对理解金属导电性、分子轨道杂化等物理化学过程具有关键作用。在密度泛函理论(DFT)计算中,费米穴的准确描述直接影响材料电子结构的预测精度。
权威参考文献:
“费米穴”是一个科学术语,其含义与量子力学中的粒子行为相关。以下是综合解释:
基本定义
“费米穴”(Fermi hole)指在量子多体系统中,由于费米子(如电子)的泡利不相容原理,同一量子态附近无法存在两个自旋相同的粒子,导致粒子周围出现概率密度减小的区域,形似“空洞”。
物理意义
这一现象反映了全同费米子的排斥效应:当一个电子处于某位置时,其周围空间内找到另一个自旋相同电子的概率显著降低。这种关联效应是量子统计特性的直接体现。
应用领域
该概念常见于凝聚态物理、量子化学等领域,用于解释电子关联、交换相互作用等,例如在电子结构理论中分析电子分布对材料性质的影响。
补充说明
需注意“费米穴”与提到的“费米”(形容聪明)无直接关联,后者源于物理学家恩里科·费米的贡献。科学术语与成语需根据语境区分。
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