作者stampete (猫头鸟)
看板Physics
标题Re: [问题] 简并压力(Degeneracy Pressure) (续)
时间Thu Dec 30 00:30:19 2010
※ 引述《joe70136 (Iron Man)》之铭言:
: 接续原PO与几位大大的讨论
: 小弟有一些问题提出来与大家讨论。
: 1. Degeneracy Pressure 就定义上而言,究竟是不是压力(Force/Area)?
: 如果"不是",那为啥在白矮星演化学中会说:
: 电子简并压力与星球质量内聚的吸引力达成平衡!?
: 如果"是",那为啥 Degeneracy Pressure 不属於基本四大作用力的其中一个呢!?
就定义上而言,它应该不算压力,只是一群想逃离的电子们膨胀的"势"
它也并非四大基本作用力当中的一员喔,简并压力没有那麽厉害啦XD
试着以天文学的角度回答看看,有错请大家指教罗
一般星球演化到将死时,会因为重力塌缩而使得物质密度越来越高
而物质密度太高、重力塌缩压力太大时,会迫使当中的原子(He居多)进入简并态
但这个简并态跟一般认知的不大一样,所有的电子会和原子核分离,不再是轨域形式
形成一层degenerate plasma(大家都讲英文,我不知道它的中文XD)
在低温时,plasma内的电子都是简并的
理想状态之下,这群电子可以拥有的最高动量称为费米动量
(我不会打方程式,有兴趣查书的话会发现这个动量相当高)
而这群拥有高动量的电子会横冲直撞,於是形成一股膨胀的压力,我们称为电子简并压力
(这感觉跟气体有点像,可以从气体去想像)
重力塌缩使星球变小,电子简并压力想要膨胀体积,才会形成一种平衡
另外,一个厉害的人名为Subrahmanyan Chandrasekhar
根据理论算出如果此星球原有质量大於太阳的1.44倍
其重力位能会大过於电子简并压力能承受的范围
会进一步把电子压进原子核中,形成中子与微中子,此时的中子也是简并态
所以改利用中子简并压力来抵抗重力塌缩,就会形成所谓的中子星
: 2. 承上,Pauli Exclusion Principle 要求同一原子内的电子不可以处於相同的量子态
: 所以就我的印象,以前老师常常解释东西都具有一定的体积,是因为 Exclusion
: Principle 造成物质很近时,会互相排斥(Hard Core Effect)...
: 那时听起来蛮合理的,但现在想一想有一点小问题。
: 到底在量子力学架构下的 Pauli Exclusion Priciple,是属於基本四大作用力的哪
: 一种!? 还是我们必须延伸所有的作用力只有四种的这种概念呢!?
这题我承认我不会(逃走~~)
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◆ From: 118.166.134.136
1F:推 xgcj:推! 12/30 00:47
2F:推 ANUBISANKH:关於 Chandrasekhar 的概念,可参考 Griffiths Ch.5 12/30 03:41
3F:→ ANUBISANKH:章末习题。是还满有趣的...XD 12/30 03:41
4F:推 caseypie:我记得实际上似乎观察过比钱式质量更小的中子星 12/30 09:29
5F:→ caseypie:不过那好像是因为超新星爆炸会把物质吹散,很难算准质量 12/30 09:29
6F:推 nidoran:这样问题又来了 没有力平衡也能造成平衡 12/30 13:51
7F:→ waddler:不都说是简并"压力"了吗? XD 当然也可以造成力平衡 12/30 15:53