La diferència clau entre el model d'electrons lliures i el model d'electrons gairebé lliures és que el model d'electrons lliures no té en compte les interaccions d'electrons i el potencial, mentre que el model d'electrons gairebé lliures té en compte el potencial.
El model d'electrons lliures és un model de mecànica quàntica que és útil per descriure el comportament dels portadors de càrrega en un sòlid metàl·lic. El model d'electrons gairebé lliures és un model de mecànica quàntica que descriu les propietats físiques dels electrons que es mouen gairebé lliurement a través d'una xarxa cristal·lina d'un sòlid.
Què és el model d'electrons gratuïts?
El model d'electrons lliures és un model de mecànica quàntica que és útil per descriure el comportament dels portadors de càrrega en un sòlid metàl·lic. Aquest model va ser desenvolupat l'any 1927 per Arnold Sommerfeld. Va combinar el model clàssic de Drude amb les estadístiques de Fermi-Dirac de mecànica quàntica; per tant, també es va nomenar com a model Drude-Sommerfeld.
És un model molt senzill, però és útil per explicar moltes troballes experimentals, inclosa la llei de Wiedemann-Franz, que relaciona la conductivitat elèctrica i la conductivitat tèrmica, la dependència de la temperatura de la capacitat calorífica dels electrons, la forma de la densitat electrònica d'estats, conductivitats elèctriques, el rang de valors d'energia d'unió, etc. A més, aquest model resol les inconsistències relacionades amb el model Drude, donant una visió de diverses propietats dels metalls. A més, aquest model és predictiu quan s'aplica a metalls àlcalis i nobles.
Quan es consideren les idees i els supòsits del model d'electrons lliures, hi ha quatre supòsits principals; (1) aproximació d'electrons lliures, que descriu la negligència de la interacció entre els ions i els electrons de valència excepte les condicions de contorn, (2) l'aproximació d'electrons independents, que descriu la negligència de les interaccions entre els electrons, (3) el temps de relaxació aproximació, que descriu que hi ha algun mecanisme de dispersió desconegut de manera que la probabilitat d'electrons de col·lisió és inversament proporcional al temps de relaxació, i (4) principi d'exclusió de Pauli, que descriu que cada estat del sistema només pot ocupar un sol electró..
El nom de "model d'electrons lliures" prové de les dues primeres hipòtesis anteriors, que descriuen que els electrons actuen com a partícules lliures amb una relació quadràtica respectiva entre l'energia i el moment.
Què és el model d'electrons gairebé lliure?
El model d'electrons gairebé lliures és un model de mecànica quàntica que descriu les propietats físiques dels electrons que es mouen gairebé lliurement a través d'una xarxa cristal·lina d'un sòlid. Aquest model està molt relacionat amb l'aproximació de la gelosia buida. Podem anomenar aquest model com a model NFE o model d'electrons quasi lliures. Permet la comprensió i el càlcul de l'estructura de bandes electròniques dels metalls. A més, podem identificar aquest model com una millora del model d'electrons lliures.
Podem reconèixer el model d'electrons gairebé lliures com una modificació del model d'electrons lliures. Similar al model d'electrons lliures, aquest model tampoc té en compte les interaccions electró-electró (aproximació d'electrons independent).
Quines similituds hi ha entre el model d'electrons lliures i el model d'electrons gairebé lliures?
- Ambdós models són importants en mecànica quàntica.
- Aquests models descriuen el comportament dels electrons als sistemes.
- Utilitzen l'aproximació electrònica independent.
Quina diferència hi ha entre el model d'electrons lliures i el model d'electrons gairebé lliures?
El model d'electrons lliures és un model de mecànica quàntica que és útil per descriure el comportament dels portadors de càrrega en un sòlid metàl·lic. Mentrestant, el model d'electrons gairebé lliures és un model de mecànica quàntica que descriu les propietats físiques dels electrons que es mouen gairebé lliurement a través d'una xarxa cristal·lina d'un sòlid. La diferència clau entre el model d'electrons lliures i el model d'electrons gairebé lliures és que el model d'electrons lliures no té en compte les interaccions d'electrons i el potencial, mentre que el model d'electrons gairebé lliures té en compte el potencial.
La taula següent resumeix la diferència entre el model d'electrons lliures i el model d'electrons gairebé lliures.
Resum: model d'electrons lliures vs model d'electrons gairebé lliures
El model d'electrons lliures és un model de mecànica quàntica que és útil per descriure el comportament dels portadors de càrrega en un sòlid metàl·lic. El model d'electrons gairebé lliures és un model de mecànica quàntica que descriu les propietats físiques dels electrons que es mouen gairebé lliurement a través d'una xarxa cristal·lina d'un sòlid. La diferència clau entre el model d'electrons lliures i el model d'electrons gairebé lliures és que el model d'electrons lliures no té en compte les interaccions d'electrons i el potencial, mentre que el model d'electrons gairebé lliures té en compte el potencial.
