Kľúčový rozdiel medzi modelom s voľnými elektrónmi a modelom s takmer voľnými elektrónmi je v tom, že model s voľnými elektrónmi neberie do úvahy interakcie elektrónov a potenciál, zatiaľ čo model s takmer voľnými elektrónmi berie do úvahy potenciál.
Model voľných elektrónov je kvantový mechanický model, ktorý je užitočný pri opise správania sa nosičov náboja v kovovej pevnej látke. Model takmer voľných elektrónov je kvantový mechanický model, ktorý popisuje fyzikálne vlastnosti elektrónov, ktoré sa pohybujú takmer voľne cez kryštálovú mriežku pevnej látky.
Čo je to bezplatný elektrónový model?
Model voľných elektrónov je kvantový mechanický model, ktorý je užitočný pri opise správania sa nosičov náboja v kovovej pevnej látke. Tento model vyvinul v roku 1927 Arnold Sommerfeld. Skombinoval klasický Drudeov model s kvantovomechanickou Fermi-Diracovou štatistikou; preto bol pomenovaný aj ako model Drude-Sommerfeld.
Je to veľmi jednoduchý model, ale je užitočný pri vysvetľovaní mnohých experimentálnych zistení, vrátane Wiedemann-Franzovho zákona, ktorý spája elektrickú vodivosť a tepelnú vodivosť, teplotnú závislosť tepelnej kapacity elektrónov, tvar elektrónová hustota stavov, elektrická vodivosť, rozsah hodnôt väzbovej energie atď. Navyše tento model rieši nezrovnalosti súvisiace s Drudeovým modelom, pričom umožňuje nahliadnuť do niekoľkých vlastností kovov. Okrem toho je tento model prediktívny pri jeho aplikácii pre alkalické a ušľachtilé kovy.
Pri zvažovaní myšlienok a predpokladov modelu voľných elektrónov existujú štyri hlavné predpoklady; (1) aproximácia voľných elektrónov, ktorá opisuje zanedbanie interakcie medzi iónmi a valenčnými elektrónmi okrem okrajových podmienok, (2) aproximácia nezávislých elektrónov, ktorá opisuje zanedbanie interakcií medzi elektrónmi, (3) relaxačný čas aproximácia, ktorá popisuje, že existuje nejaký neznámy mechanizmus rozptylu takým spôsobom, že pravdepodobnosť kolízie elektrónov je nepriamo úmerná relaxačnému času, a (4) Pauliho vylučovací princíp, ktorý popisuje, že každý stav systému môže zaberať iba jeden elektrón..
Názov „model voľného elektrónu“pochádza z prvých dvoch vyššie uvedených predpokladov, ktoré opisujú, že elektróny pôsobia ako voľné častice s príslušným kvadratickým vzťahom medzi energiou a hybnosťou.
Čo je takmer bezplatný elektrónový model?
Model takmer voľných elektrónov je kvantový mechanický model, ktorý popisuje fyzikálne vlastnosti elektrónov, ktoré sa pohybujú takmer voľne cez kryštálovú mriežku tuhej látky. Tento model veľmi súvisí s aproximáciou prázdnej mriežky. Tento model môžeme nazvať ako NFE model alebo kvázi bezelektrónový model. Umožňuje pochopiť a vypočítať štruktúru elektronického pásma kovov. Navyše môžeme tento model identifikovať ako vylepšenie modelu voľných elektrónov.
Model takmer voľných elektrónov môžeme rozpoznať ako modifikáciu modelu voľných elektrónov. Podobne ako pri modeli voľných elektrónov, ani tento model neberie do úvahy interakcie elektrón-elektrón (nezávislá elektrónová aproximácia).
Aké sú podobnosti medzi modelom voľných elektrónov a modelom takmer voľných elektrónov?
- Oba modely sú dôležité v kvantovej mechanike.
- Tieto modely popisujú správanie elektrónov v systémoch.
- Používajú nezávislú elektrónovú aproximáciu.
Aký je rozdiel medzi modelom voľných elektrónov a modelom takmer voľných elektrónov?
Model voľných elektrónov je kvantový mechanický model, ktorý je užitočný pri opise správania sa nosičov náboja v kovovej pevnej látke. Medzitým je model takmer voľných elektrónov kvantový mechanický model, ktorý popisuje fyzikálne vlastnosti elektrónov, ktoré sa pohybujú takmer voľne cez kryštálovú mriežku pevnej látky. Kľúčový rozdiel medzi modelom voľných elektrónov a modelom takmer voľných elektrónov je v tom, že model s voľnými elektrónmi nezohľadňuje elektrónové interakcie a potenciál, zatiaľ čo model s takmer voľnými elektrónmi berie do úvahy potenciál.
Nasledujúca tabuľka sumarizuje rozdiel medzi modelom voľných elektrónov a modelom takmer voľných elektrónov.
Zhrnutie – model s bezplatnými elektrónmi verzus model s takmer bezplatnými elektrónmi
Model voľných elektrónov je kvantový mechanický model, ktorý je užitočný pri opise správania sa nosičov náboja v kovovej pevnej látke. Model takmer voľných elektrónov je kvantový mechanický model, ktorý popisuje fyzikálne vlastnosti elektrónov, ktoré sa pohybujú takmer voľne cez kryštálovú mriežku pevnej látky. Kľúčový rozdiel medzi modelom voľných elektrónov a modelom takmer voľných elektrónov je v tom, že model s voľnými elektrónmi nezohľadňuje interakcie elektrónov a potenciál, zatiaľ čo model s takmer voľnými elektrónmi berie do úvahy potenciál.
