Nøgleforskellen mellem fri elektronmodel og næsten fri elektronmodel er, at den frie elektronmodel ikke tager højde for elektroninteraktionerne og potentialet, hvorimod den næsten frie elektronmodel tager højde for potentialet.
Fri elektronmodel er en kvantemekanisk model, der er nyttig til at beskrive ladningsbærernes adfærd i et metallisk fast stof. Næsten fri elektronmodel er en kvantemekanisk model, der beskriver de fysiske egenskaber af elektroner, der bevæger sig næsten frit gennem et krystalgitter af et fast stof.
Hvad er gratis elektronmodel?
Fri elektronmodel er en kvantemekanisk model, der er nyttig til at beskrive ladningsbærernes adfærd i et metallisk fast stof. Denne model blev udviklet i 1927 af Arnold Sommerfeld. Han kombinerede den klassiske Drude-model med kvantemekaniske Fermi-Dirac-statistikker; derfor blev den også navngivet som Drude-Sommerfeld-model.
Det er en meget simpel model, men den er nyttig til at forklare mange eksperimentelle fund, herunder Wiedemann-Franz-loven, som relaterer elektrisk ledningsevne og termisk ledningsevne, temperaturafhængigheden af elektronvarmekapacitet, formen af elektronisk densitet af tilstande, elektriske ledningsevner, rækkevidden af bindingsenergiværdier osv. Desuden løser denne model inkonsekvenserne relateret til Drude-modellen, hvilket giver et indblik i flere egenskaber ved metaller. Derudover er denne model forudsigelig, når den anvendes til alkali- og ædelmetaller.
Når man overvejer ideerne og antagelserne om den frie elektronmodel, er der fire hovedantagelser; (1) fri-elektron-approksimation, som beskriver negligeringen af interaktionen mellem ionerne og valenselektronerne bortset fra grænsebetingelserne, (2) uafhængig elektronapproksimation, som beskriver negligeringen af interaktionerne mellem elektroner, (3) relaksations-tid approksimation, som beskriver, at der er en eller anden ukendt spredningsmekanisme på en måde, hvor elektronsandsynligheden for kollision er omvendt proportional med afslapningstiden, og (4) Pauli eksklusionsprincip, som beskriver, at hver tilstand af systemet kun kan optage en enkelt elektron.
Navnet "fri elektronmodel" stammer fra de to første antagelser givet ovenfor, som beskriver, at elektroner fungerer som frie partikler med en respektiv kvadratisk relation mellem energien og momentum.
Hvad er næsten gratis elektronmodel?
Næsten fri elektronmodel er en kvantemekanisk model, der beskriver de fysiske egenskaber af elektroner, der bevæger sig næsten frit gennem et krystalgitter af et fast stof. Denne model er meget relateret til den tomme gittertilnærmelse. Vi kan navngive denne model som NFE-model eller quasi-fri elektronmodel. Det muliggør forståelse og beregning af den elektroniske båndstruktur af metaller. Desuden kan vi identificere denne model som en forbedring af frielektronmodellen.
Vi kan genkende den næsten frie elektronmodel som en modifikation af den frie elektronmodel. I lighed med den frie elektronmodel tager denne model heller ikke højde for elektron-elektron-interaktionerne (uafhængig elektrontilnærmelse).
Hvad er lighederne mellem fri elektronmodel og næsten fri elektronmodel?
- Begge modeller er vigtige inden for kvantemekanik.
- Disse modeller beskriver elektronernes adfærd i systemer.
- De bruger den uafhængige elektrontilnærmelse.
Hvad er forskellen mellem fri elektronmodel og næsten fri elektronmodel?
Den frie elektronmodel er en kvantemekanisk model, der er nyttig til at beskrive ladningsbærernes adfærd i et metallisk fast stof. I mellemtiden er den næsten frie elektronmodel en kvantemekanisk model, der beskriver de fysiske egenskaber af elektroner, der bevæger sig næsten frit gennem et krystalgitter af et fast stof. Den vigtigste forskel mellem fri elektronmodel og næsten fri elektronmodel er, at den frie elektronmodel ikke tager højde for elektroninteraktionerne og potentialet, hvorimod den næsten frie elektronmodel tager højde for potentialet.
Den følgende tabel opsummerer forskellen mellem fri elektronmodel og næsten fri elektronmodel.
Opsummering – Gratis elektronmodel vs næsten gratis elektronmodel
Fri elektronmodel er en kvantemekanisk model, der er nyttig til at beskrive ladningsbærernes adfærd i et metallisk fast stof. Den næsten frie elektronmodel er en kvantemekanisk model, som beskriver de fysiske egenskaber af elektroner, der bevæger sig næsten frit gennem et krystalgitter af et fast stof. Den vigtigste forskel mellem fri elektronmodel og næsten fri elektronmodel er, at fri elektronmodel ikke tager højde for elektroninteraktionerne og potentialet, hvorimod den næsten frie elektronmodel tager højde for potentialet.
