
【化】 Fermi hole
Fermi
【化】 femtometre (fm); fermi
acupuncture point; aperture; cave; delve; den; grave; hole
【醫】 burrow; coel-; hollow; point
費米穴(Fermi hole)是量子力學中描述全同費米子空間關聯效應的術語,源于泡利不相容原理導緻的電子間排斥性空間分布特征。該概念由恩裡科·費米在1926年提出,用于解釋多電子系統中由于波函數反對稱性而産生的電子空間排布規律。
在電子體系研究中,費米穴表現為特定電子周圍存在其他電子出現概率顯著降低的球殼區域。這種效應在哈特裡-福克理論中通過交換相互作用進行數學描述,其交換能公式可表示為: $$ E_{ex} = -frac{3}{4}left(frac{3}{pi}right)^{1/3} int rho^{4/3}(mathbf{r}) dmathbf{r} $$ 其中$rho(mathbf{r})$為電子密度分布函數。
該現象對理解金屬導電性、分子軌道雜化等物理化學過程具有關鍵作用。在密度泛函理論(DFT)計算中,費米穴的準确描述直接影響材料電子結構的預測精度。
權威參考文獻:
“費米穴”是一個科學術語,其含義與量子力學中的粒子行為相關。以下是綜合解釋:
基本定義
“費米穴”(Fermi hole)指在量子多體系統中,由于費米子(如電子)的泡利不相容原理,同一量子态附近無法存在兩個自旋相同的粒子,導緻粒子周圍出現概率密度減小的區域,形似“空洞”。
物理意義
這一現象反映了全同費米子的排斥效應:當一個電子處于某位置時,其周圍空間内找到另一個自旋相同電子的概率顯著降低。這種關聯效應是量子統計特性的直接體現。
應用領域
該概念常見于凝聚态物理、量子化學等領域,用于解釋電子關聯、交換相互作用等,例如在電子結構理論中分析電子分布對材料性質的影響。
補充說明
需注意“費米穴”與提到的“費米”(形容聰明)無直接關聯,後者源于物理學家恩裡科·費米的貢獻。科學術語與成語需根據語境區分。
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