理想模型

⑴借比法理解"油膜法"的原理.

⑵模型法理解物质的微观结构.

物理上有许多模型，它可分为：①物体模型，如质点，恒压电源等；②状态模型，如静止，匀速运动等；③过程模型，如气体的等温过程等.物理上的"理想模型",就是为了便于研究问题而建立的一种高度抽象的理想客体或理想过程."理想模型"是现实世界中找不到的东西，但是，"理想模型"是以客观实在为原型的，是对客观事物或过程的一种近似反映，它突出反映了客观事物或过程的某一主要矛盾或主要特性，完全忽略了其他方面的矛盾或特性.物理学中创建的"理想模型",叫做"物理模型",也简称模型.运用"理想模型"及其理论解决问题的方法就是模型法.

物质微观结构的三种理想模型分别是：①把分子视为球形模型[V分=4π（d/2） 3/3=πd3/6]；②把分子视为立方体模型（V分=d3）；③每个气体分子位于相同一个立方体的中心模型（把气体分子理想地假设为：分子均匀分布，并且每个分子所占有的空间为相同的正立方体，气体分子在立方体的中心.分子的平均间距等于正立方体的边长L，即d=L).

点电荷是带电体的一种理想模型。如果在研究的问题中，带电体的形状 、大小以及电荷分布可以忽略不计 ，即可将它看作是一个几何点，则这样的带电体就是点电荷。一个实际的带电体能否看作点电荷，不仅和带电体本身有关，还取决于问题的性质和精度的要求。与质点、刚体等概念一样，点电荷是实际带电体的抽象和近似，它是建立具有普遍意义的基本规律的不可或缺的理想模型，又是把复杂多样的实际问题转化或分解为基本问题时必不可少的分析手段。例如，库仑定律、洛伦兹力公式的建立，带电体产生的电场以及带电体之间相互作用的定量研究，试验电荷的引入等等，都离不开点电荷 。

实际的带电体(包括电子、质子等)都有一定大小，都不是点电荷．当电荷间距离大到可认为电荷大小、形状不起什么作用时，可把电荷看成点电荷。

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在物理学中，费米气体（Fermi gas），又称为自由电子气体（free electron gas）、费米原子气体，是一个量子统计力学中的理想模型，指的是一群不相互作用的费米子。

费米气体是理想气体的量子力学版本。在金属内的电子、在半导体内的电子或在中子星里的中子，都可以被视为近似于费米气体。处于热力平衡的费米气体里，费米子的能量分布，是由它们的数目密度（number density）、温度、与尚存在能量量子态集合，依照费米-狄拉克统计的方程而表征。泡利不相容原理阐明，不允许两个或两个以上的费米子占用同一个量子态。因此，在绝对零度，费米气体的总能量大于费米子数量与单独粒子基态能量的乘积，并且，费米气体的压力，称为“简并压力”，不等于零。这与经典理想气体的现象有很明显的不同。简并压力使得中子星或白矮星能够抵抗万有引力的压缩，因而得到稳定平衡，不致向内爆塌。

在低温下，玻色原子气体可以形成玻色-爱因斯坦凝聚（Bose-Einstein condensation, BEC），这是由爱因斯坦在1925年的理论而预言的。费米子由于泡利不相容原理，不能形成BEC。但可通过Feshbach共振，利用磁场调节费米原子间的相互作用，使费米子配对转变成玻色型粒子而形成BEC。2100433B