参考答案

首先回顾光子气体的一些基本特征：
(1)光子之间无相互作用．光子组成的系统——光子气为近独立粒子系，是理想气体．
(2)光子没有经典粒子与之对应，光子气是典型的量子简并气体．
(3)光子的静止质量为零，频率为ν的光子的能量为ε=hν，动量为声p=hν/c(c为光速)．
(4)光子是自旋为1的玻色子，不受泡利不相容原理的约束．由于电磁波只有两个偏振方向，即自由度为2，对应的光子只有两个自旋态，自旋投影取零的态是非物理态．
(5)光子数不守恒，则光子气的化学势μ=0．
①考虑到光子动量态的简并度为2(两个偏振方向)，则在体积V内、动量壳层p～p+dp中的光子态数应为