مدل الکترون آزاد: تفاوت میان نسخه‌ها

مقاله اصلاح و گسترش یافت
(به نسخهٔ 12669534 ویرایش Fatemibot برگردانده شد: درج مطالب بدون استناد علمی و منبع. (توینکل))
برچسب: خنثی‌سازی
(مقاله اصلاح و گسترش یافت)
در فیزیک حالت جامد ، '''مدل الکترون آزاد''' یک مدل ساده برای رفتار حامل های بار در یک جامد فلزی است.اساسا در سال 1927 این مدل توسط آرنولد سامرفلد ، که مدل کلاسیکی [[مدل دروده|دروده]] را با مکانیک کوآنتمی آماری Fermi-Dirac ترکیب کرده بود ، توسعه یافته و از این رو به عنوان مدل Drude-Sommerfeld نیز شناخته می شود.مدل الکترون آزاد بسیاری از تناقضات مربوط به [[مدل دروده]] را  حل و بینش ما را به تعدادی از خواص دیگر فلزات بهبود بخشیده است . مدل الکترون آزاد فلزات را تشکیل شده از یک گاز الکترونی کوانتومی میبیند که یون ها تقریبا هیچ نقشی ندارند. این مدل هنگام استفاده روی فلزات قلیایی و نجیب پیش بینی های بسیار مناسبی ارائه می دهد .
در '''مدل الکترون آزاد''' در [[فیزیک حالت جامد]]، الکترون‌های آزاد که خارجی‌ترین [[الکترون|الکترون‌های]] جسم هستند، به طور مستقل از یک‌دیگر در سراسر جسم حرکت می‌کنند. این مدل نخستین بار توسط [[هندریک لورنتز]] (فیزیک‌دان هلندی) پس از سال ۱۹۰۰ ارائه‌شد و در سال ۱۹۲۸ توسط [[آرنولد سامرفلد]] اصلاح‌شد.<ref>{{یادکرد وب|نشانی= http://www.britannica.com/EBchecked/topic/218227/free-electron-model-of-metals|عنوان= free-electron model of metals (physics)| ناشر = [[دانشنامه بریتانیکا|Encyclopedia Britannica Online]]|تاریخ بازبینی=29 July 2013|کد زبان=en}}</ref>
 
با توجه به سادگی آن ، به طور شگفت آوری در توضیح بسیاری از پدیده های آزمایشی ، به ویژه موارد زیر موفق است:
 
* [[قانون ویدمان-فرانتس]] که [[مقاومت ویژه و رسانندگی الکتریکی|هدایت الکتریکی]] و [[رسانندگی گرمایی|هدایت حرارتی]] را به هم مربوط میکند .
* وابستگی ظرفیت گرمایی الکترونی به دما.
* شکل [[چگالی حالات]] الکترونیکی
* دامنه مقادیر انرژی باند ها
* رسانش الکتریکی
* [[ضریب Seebeck]] در [[اثر ترموالکتریکی|اثر ترموالکتریک]]
* [[گسیل گرمایونی]] و [[گسیل میدانی الکترون]] از فلزات فله(bulk metals).
 
 
در مدل الکترون آزاد چهار فرض اصلی در نظر گرفته شده است:
 
تقریب الکترون آزاد: برهم کنش بین یونها و الکترونهای ظرفیتی غالباً کنار گذاشته شده است ، مگر در شرایط مرزی. یونها فقط فلز را از نظر بار الکتریکی خنثی نگه می دارند. بر خلاف مدل دروده ، یون ها لزوماً منبع برخورد نیستند.
 
تقریب الکترونی مستقل: برهم کنش بین الکترونها نادیده گرفته می شود. میدان های الکترواستاتیک در فلزات به دلیل اثر [[پوشش میدان الکتریکی]] ضعیف هستند.
 
تقریب زمان Relaxation: مکانیسم ناشناخته ای سبب پراکندگی الکترون ها میشود به گونه ای که احتمال برخورد الکترون با معکوس زمان استراحت(relaxation time) متناسب است ، که نشان دهنده میانگین زمان بین برخوردها است. برخورد ها به پیکربندی الکترونیکی بستگی ندارد.
 
[[اصل طرد پاولی|اصل طرد پائولی]]: هر حالت کوانتومی سیستم فقط توسط یک الکترون واحد قابل اشغال است. این محدودیت از حالت های الکترونیکی موجود توسط آمار Fermi-Dirac در نظر گرفته شده است (همچنین به گاز فرمی مراجعه کنید). پیش بینی های اصلی مدل الکترون آزاد توسط [[توضیح سامرفیلد]] از اشغال Fermi-Dirac گونه برای انرژی در اطراف سطح Fermi مشتق شده است.<ref>{{یادکرد وب|نشانی= http://www.britannica.com/EBchecked/topic/218227/free-electron-model-of-metals|عنوان= free-electron model of metals (physics)| ناشر = [[دانشنامه بریتانیکا|Encyclopedia Britannica Online]]|تاریخ بازبینی=29 July 2013|کد زبان=en}}</ref>
 
== پانویس ==
۱۱۰

ویرایش