Makalah Statistik Fermi-Dirac

Dalam mekanika statistik, statistik Fermi-Dirac merupakan kasus tertentu dalam statistik partikel yang dikembangkan oleh Enrico Fermi dan Paul Dirac dalam menentukan distribusi statistik keadaan energi fermion dari sistem kesetimbangan termal. Dengan kata lain distribusi peluang tiap kemungkinan level-level energi yang diduduki oleh suatu fermion. Pada umumnya, statistik Fermi-Dirac membahas tentang fungsi gelombang dari fermion yang antisimetris di bawah pengaruh pertukaran fermion. Fermion merupakan partikel yang tak dapat dibedakan dan mengikuti asas larangan Pauli: tidak boleh suatu partikel mepunyai bilangan kuantum yang sama dalam waktu yang sama. Fermion mempunyai spin setengah. Statistik thermodinamika digunakan untuk mendeskripsikan perilaku partikel dalam jumlah besar.

Kumpulan dari fermion tanpa interaksi disebut dengan gas fermi. Statistik Fermi-Dirac diperkenalkan pada tahun 1926 oleh Enrico Fermi dan Paul Dirac yang diaplikasikan pada tahun yang sama oleh Ralph Fawler dalam menggambarkan kehancuran bintang kerdil putih. Dan pada tahun 1927 oleh Arnold Sommerfeld digunakan untuk menggambarkan elektron dalam logam. Mempelajari statistik Fermi-Dirac mengikuti aturan larangan pauli. Namun ketentuan dalam statistik Fermi-Dirac ini lebih ketat dalam pengisian titik fase. Misalkan suatu kompartemen bervolume h3 tidak boleh lebih dari dua titik fase. Implikasinya, prinsip larangan pauli ini mempengaruhi susunan elektron di dalam atom yang sama yang mempunyai bilangan kuantum yang sama. Koordinat kompartemen di dalam ruang fase berkorespondensi dengan bilangan kuantum. Dengan alasan itu, maka boleh terdapat dua titik fase di dalam kompartemen yakni elektron-elektron yang mana titik representatif mempunyai arah spin yang berlawanan. Jumlah maksimum titik representatif mempunyai arah spin yang berlawanan. Jumlah maksimum titik representatif di dalam sel dua kali jumlah kompartemen (sudah tentu kondisi aktual mungkin kurang karena mungkin ada kompartemen yang kosong).

Makalah Selengkapnya dapat didownload dalam bentuk PDF