Energijske razine

Energijske razine su bliske diskretne razine (nivoi) energije u nekom izoliranom sustavu (atom, molekula) ili u nekome sustavu čestica. U fizici čvrstoga stanja (Fermijev plinski model slobodnih elektrona, teorija elektronskih vrpci u kristalima), gustoća atoma i gustoća energijskih razina golema je, oko 10²⁶ atoma/kg ili oko 10²⁸ atoma/m³. Kada se atomi počinju približavati i stvarati kristalnu rešetku, energijske razine pojedinačnih atoma cijepaju se i spajaju u vrpce ili pojase dopuštenih energija. Energijska razina u metalu ili poluvodiču opisana je glavnim kvantnim brojem n i dvjema orijentacijama spina ("spin-gore" i "spin-dolje"), pri čemu je svaka orijentacija zasebno stanje zbog Paulijeva načela. Prema tome, N elektrona u metalu (N je paran) rasporedit će se na:

${\displaystyle n={\frac {N}{2}}\ }$

energijskih razina, jer će u svakoj razini biti po dva elektrona. Dakle, broj stanja (elektrona) N dvostruko je veći od broja razina n:

${\displaystyle N=2\cdot n}$

Čestice se u sustavu naseljavaju (razmještaju) po razinama kao razlučive (klasična Maxwell-Boltzmannova statistika) ili kao nerazlučive čestice u skladu s načelima kvantnih statistika: Fermi-Diracovoj i Bose-Einsteinovoj.^[1]

1. ↑ energijske razine, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2019.