Ключевое различие между моделью свободных электронов и моделью почти свободных электронов заключается в том, что модель свободных электронов не учитывает взаимодействие электронов и потенциал, тогда как модель почти свободных электронов учитывает потенциал.
Модель свободных электронов - это квантово-механическая модель, полезная для описания поведения носителей заряда в металлическом твердом теле. Модель почти свободных электронов - это квантово-механическая модель, описывающая физические свойства электронов, почти свободно движущихся через кристаллическую решетку твердого тела.
Что такое модель свободных электронов?
Модель свободных электронов - это квантово-механическая модель, полезная для описания поведения носителей заряда в металлическом твердом теле. Эта модель была разработана в 1927 году Арнольдом Зоммерфельдом. Он объединил классическую модель Друде с квантово-механической статистикой Ферми-Дирака; поэтому она также была названа моделью Друде-Зоммерфельда.
Это очень простая модель, но она полезна для объяснения многих экспериментальных данных, включая закон Видемана-Франца, который связывает электропроводность и теплопроводность, температурную зависимость электронной теплоемкости, форму плотность электронных состояний, электропроводность, диапазон значений энергии связи и т. д. Кроме того, эта модель устраняет несоответствия, связанные с моделью Друде, давая представление о некоторых свойствах металлов. Кроме того, эта модель предсказательна при применении ее для щелочных и благородных металлов.
При рассмотрении идей и предположений модели свободных электронов есть четыре основных предположения; (1) приближение свободных электронов, описывающее пренебрежение взаимодействием между ионами и валентными электронами за исключением граничных условий, (2) приближение независимых электронов, описывающее пренебрежение взаимодействиями между электронами, (3) время релаксации приближение, которое описывает, что существует какой-то неизвестный механизм рассеяния таким образом, что вероятность столкновения электронов обратно пропорциональна времени релаксации, и (4) принцип запрета Паули, который описывает, что каждое состояние системы может занимать только один электрон.
Название «модель свободных электронов» происходит от первых двух приведенных выше предположений, которые описывают, что электроны действуют как свободные частицы с соответствующей квадратичной зависимостью между энергией и импульсом.
Что такое модель почти свободного электрона?
Модель почти свободных электронов - это квантово-механическая модель, описывающая физические свойства электронов, почти свободно движущихся через кристаллическую решетку твердого тела. Эта модель тесно связана с приближением пустой решетки. Мы можем назвать эту модель моделью NFE или моделью квазисвободных электронов. Это позволяет понять и рассчитать электронную зонную структуру металлов. Более того, мы можем идентифицировать эту модель как усовершенствование модели свободных электронов.
Мы можем признать модель почти свободного электрона модификацией модели свободного электрона. Подобно модели свободных электронов, эта модель также не учитывает электрон-электронные взаимодействия (приближение независимых электронов).
Каковы сходства между моделью свободных электронов и моделью почти свободных электронов?
- Обе модели важны в квантовой механике.
- Эти модели описывают поведение электронов в системах.
- Они используют приближение независимых электронов.
В чем разница между моделью свободных электронов и моделью почти свободных электронов?
Модель свободных электронов - это квантово-механическая модель, полезная для описания поведения носителей заряда в металлическом твердом теле. Между тем, модель почти свободных электронов - это квантово-механическая модель, описывающая физические свойства электронов, почти свободно движущихся через кристаллическую решетку твердого тела. Ключевое различие между моделью свободных электронов и моделью почти свободных электронов заключается в том, что модель свободных электронов не учитывает взаимодействие электронов и потенциал, тогда как модель почти свободных электронов учитывает потенциал.
В следующей таблице приведены различия между моделью свободных электронов и моделью почти свободных электронов.
Резюме – Модель свободного электрона против модели почти свободного электрона
Модель свободных электронов - это квантово-механическая модель, полезная для описания поведения носителей заряда в металлическом твердом теле. Модель почти свободных электронов - это квантово-механическая модель, описывающая физические свойства электронов, почти свободно движущихся через кристаллическую решетку твердого тела. Ключевое различие между моделью свободных электронов и моделью почти свободных электронов заключается в том, что модель свободных электронов не учитывает взаимодействие электронов и потенциал, тогда как модель почти свободных электронов учитывает потенциал.
