Фе'рми эне'ргия, ферми-уровень, значение энергии, ниже которой все энергетические состояния частиц вырожденного газа , подчиняющихся статистике ферми – Дирака (фермионов ), при абсолютном нуле температуры заняты (см. Статистическая физика ). Существование Ф. э. – следствие Паули принципа , согласно которому в состоянии с определённым импульсом p не может находиться более (2s + 1) частиц (s – спин частицы). Ф. э. совпадает со значениями химического потенциала газа фермионов при Т = 0 К. Ф. э. E F можно выразить через число n частиц газа в единице объёма: , где m – масса частицы. Величина p F = #i-images-138387124.png  называется ферми импульсом, или граничным импульсом. При Т = 0 К все состояния с импульсами р < p F заняты частицами, а с р > p F – свободны. Иными словами, при Т = 0 К фермионы занимают в импульсном пространстве состояния внутри сферы p 2 = 2mE F с радиусом p F (ферми-сферы). При нагревании некоторые частицы переходят из состояния с р < p F в состояние с р > p F . Внутри ферми-сферы появляются свободные места, называемые дырками. Величина v F = p F /m = #i-images-101845096.png , называется ферми-скоростью (или граничной скоростью), определяет верхнюю границу скоростей фермионов при Т = 0 К.

  Вырожденный газ электронов проводимости в твёрдом теле при Т = 0 К заполняет в импульсном пространстве поверхности более сложной формы (см. Ферми поверхность ).

  Лит.: Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Статистическая физика, 2 изд., М., 1964 (Теоретическая физика, т. 5).

  М. И. Каганов.