试由细致平衡条件导出费米分布.

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试由细致平衡条件导出费米分布.

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答案解析

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  • 设两个费米子由状态i和j跃迁到状态k和l.在单位时间内,它们由状态i和j跃迁到状态k和l的跃迁概率,与状态i和j被占据的概率fi和fj及状态k和l未被占据的概率1-fk和1-fl成正比.
       细致平衡条件要求,达到平衡时分布函数,f满足
       fifj(1-fk)(1-fl)=fkfl(1-fi)(1-fj),    (1)
       即平衡时,两个费米子由i,j态跃迁到k,l态的元过程与由k,l态跃迁到i,j态的元反过程相互抵消.将式(1)改写为
       .  (2)
       此式指出,对于费米子,是跃迁前后的守恒量.它有两个特解
       .  (3)
       它的通解为两个特解的线性组合.记为
       , (4)
       式中,α和β是常量.进一步,可由式(4)解得
       ,  (5)
       即为费米分布.