Ključna razlika između modela slobodnih elektrona i modela gotovo slobodnih elektrona je u tome što model slobodnih elektrona ne uzima u obzir interakcije elektrona i potencijal, dok model gotovo slobodnih elektrona uzima u obzir potencijal.
Model slobodnih elektrona je kvantno mehanički model koji je koristan u opisivanju ponašanja nositelja naboja u metalnom krutom tijelu. Model gotovo slobodnih elektrona je kvantno mehanički model koji opisuje fizička svojstva elektrona koji se kreću gotovo slobodno kroz kristalnu rešetku krutog tijela.
Što je model slobodnog elektrona?
Model slobodnih elektrona je kvantno mehanički model koji je koristan u opisivanju ponašanja nositelja naboja u metalnom krutom tijelu. Ovaj model je 1927. razvio Arnold Sommerfeld. Kombinirao je klasični Drudeov model s kvantnomehaničkom Fermi-Diracovom statistikom; stoga je nazvan i kao Drude-Sommerfeldov model.
To je vrlo jednostavan model, ali je koristan u objašnjenju mnogih eksperimentalnih nalaza, uključujući Wiedemann-Franzov zakon, koji povezuje električnu vodljivost i toplinsku vodljivost, temperaturnu ovisnost toplinskog kapaciteta elektrona, oblik elektronska gustoća stanja, električna vodljivost, raspon vrijednosti energije vezanja, itd. Štoviše, ovaj model rješava nedosljednosti vezane uz Drudeov model, dajući uvid u nekoliko svojstava metala. Osim toga, ovaj model je prediktivan kada se primjenjuje za alkalne i plemenite metale.
Kada se razmatraju ideje i pretpostavke modela slobodnih elektrona, postoje četiri glavne pretpostavke; (1) aproksimacija slobodnih elektrona, koja opisuje zanemarivanje interakcije između iona i valentnih elektrona osim rubnih uvjeta, (2) aproksimacija neovisnih elektrona, koja opisuje zanemarivanje interakcija između elektrona, (3) vrijeme relaksacije aproksimacija, koja opisuje da postoji neki nepoznati mehanizam raspršenja na način da je vjerojatnost sudara elektrona obrnuto proporcionalna vremenu relaksacije, i (4) Paulijevo načelo isključenja, koje opisuje da svako stanje sustava može zauzeti samo jedan elektron.
Naziv “model slobodnih elektrona” potječe iz prve dvije gore navedene pretpostavke, koje opisuju da se elektroni ponašaju kao slobodne čestice s odgovarajućim kvadratnim odnosom između energije i količine gibanja.
Što je model gotovo slobodnog elektrona?
Model gotovo slobodnih elektrona kvantno je mehanički model koji opisuje fizička svojstva elektrona koji se gotovo slobodno kreću kroz kristalnu rešetku krutog tijela. Ovaj model je vrlo povezan s aproksimacijom prazne rešetke. Ovaj model možemo nazvati NFE modelom ili modelom kvazi-slobodnog elektrona. Omogućuje razumijevanje i izračunavanje elektroničke vrpčne strukture metala. Štoviše, ovaj model možemo identificirati kao poboljšanje modela slobodnih elektrona.
Model gotovo slobodnog elektrona možemo prepoznati kao modifikaciju modela slobodnog elektrona. Slično modelu slobodnih elektrona, ovaj model također ne uzima u obzir interakcije elektron-elektron (aproksimacija neovisnog elektrona).
Koje su sličnosti između modela slobodnih elektrona i modela gotovo slobodnih elektrona?
- Oba modela su važna u kvantnoj mehanici.
- Ovi modeli opisuju ponašanje elektrona u sustavima.
- Koriste aproksimaciju neovisnog elektrona.
Koja je razlika između modela slobodnih elektrona i modela gotovo slobodnih elektrona?
Model slobodnih elektrona je kvantno mehanički model koji je koristan u opisivanju ponašanja nositelja naboja u metalnom krutom tijelu. U međuvremenu, model gotovo slobodnih elektrona je kvantno mehanički model koji opisuje fizička svojstva elektrona koji se gotovo slobodno kreću kroz kristalnu rešetku krutog tijela. Ključna razlika između modela slobodnih elektrona i modela gotovo slobodnih elektrona je u tome što model slobodnih elektrona ne uzima u obzir interakcije elektrona i potencijal, dok model gotovo slobodnih elektrona uzima u obzir potencijal.
Sljedeća tablica sažima razliku između modela slobodnih elektrona i modela gotovo slobodnih elektrona.
Sažetak – Model slobodnog elektrona u odnosu na model gotovo slobodnog elektrona
Model slobodnih elektrona je kvantno mehanički model koji je koristan u opisivanju ponašanja nositelja naboja u metalnom krutom tijelu. Model gotovo slobodnih elektrona je kvantno mehanički model koji opisuje fizička svojstva elektrona koji se gotovo slobodno kreću kroz kristalnu rešetku krutog tijela. Ključna razlika između modela slobodnih elektrona i modela gotovo slobodnih elektrona je u tome što model slobodnih elektrona ne uzima u obzir interakcije elektrona i potencijal, dok model gotovo slobodnih elektrona uzima u obzir potencijal.
