Nøkkelforskjellen mellom fri elektronmodell og nesten fri elektronmodell er at frielektronmodellen ikke tar hensyn til elektroninteraksjonene og potensialet, mens den nesten frie elektronmodellen tar hensyn til potensialet.
Frielektronmodell er en kvantemekanisk modell som er nyttig for å beskrive oppførselen til ladningsbærerne i et metallisk fast stoff. Nesten fri elektronmodell er en kvantemekanisk modell som beskriver de fysiske egenskapene til elektroner som beveger seg nesten fritt gjennom et krystallgitter av et fast stoff.
Hva er gratis elektronmodell?
Frielektronmodell er en kvantemekanisk modell som er nyttig for å beskrive oppførselen til ladningsbærerne i et metallisk fast stoff. Denne modellen ble utviklet i 1927 av Arnold Sommerfeld. Han kombinerte den klassiske Drude-modellen med kvantemekanisk Fermi-Dirac-statistikk; derfor ble den også navngitt som Drude-Sommerfeld-modell.
Det er en veldig enkel modell, men den er nyttig for å forklare mange eksperimentelle funn, inkludert Wiedemann-Franz-loven, som relaterer elektrisk ledningsevne og termisk ledningsevne, temperaturavhengigheten til elektronvarmekapasiteten, formen på elektronisk tetthet av tilstander, elektrisk ledningsevne, rekkevidden av bindingsenergiverdier osv. Dessuten løser denne modellen inkonsekvensene knyttet til Drude-modellen, og gir et innblikk i flere egenskaper til metaller. I tillegg er denne modellen prediktiv når den brukes for alkali- og edelmetaller.
Når man vurderer ideene og forutsetningene til frielektronmodellen, er det fire hovedantakelser; (1) frielektrontilnærming, som beskriver neglisjeringen av interaksjonen mellom ionene og valenselektronene bortsett fra grensebetingelsene, (2) uavhengig elektrontilnærming, som beskriver neglisjeringen av interaksjonene mellom elektroner, (3) relaksasjonstid tilnærming, som beskriver at det er en eller annen ukjent spredningsmekanisme på en måte at elektronsannsynligheten for kollisjon er omvendt proporsjonal med relaksasjonstiden, og (4) Pauli eksklusjonsprinsippet, som beskriver at hver tilstand i systemet bare kan okkupere et enkelt elektron.
Navnet "fri elektronmodell" stammer fra de to første antakelsene gitt ovenfor, som beskriver at elektroner fungerer som frie partikler med en respektiv kvadratisk relasjon mellom energien og momentumet.
Hva er nesten gratis elektronmodell?
Nesten fri elektronmodell er en kvantemekanisk modell som beskriver de fysiske egenskapene til elektroner som beveger seg nesten fritt gjennom et krystallgitter av et fast stoff. Denne modellen er veldig relatert til den tomme gittertilnærmingen. Vi kan navngi denne modellen som NFE-modell eller kvasi-fri elektronmodell. Det muliggjør forståelse og beregning av den elektroniske båndstrukturen til metaller. Dessuten kan vi identifisere denne modellen som en forbedring av frielektronmodellen.
Vi kan gjenkjenne den nesten frie elektronmodellen som en modifikasjon av den frie elektronmodellen. I likhet med frielektronmodellen tar heller ikke denne modellen hensyn til elektron-elektron-interaksjonene (uavhengig elektrontilnærming).
Hva er likhetene mellom fri elektronmodell og nesten fri elektronmodell?
- Begge modellene er viktige innen kvantemekanikk.
- Disse modellene beskriver oppførselen til elektroner i systemer.
- De bruker den uavhengige elektrontilnærmingen.
Hva er forskjellen mellom fri elektronmodell og nesten fri elektronmodell?
Frielektronmodellen er en kvantemekanisk modell som er nyttig for å beskrive oppførselen til ladningsbærerne i et metallisk faststoff. I mellomtiden er den nesten frie elektronmodellen en kvantemekanisk modell som beskriver de fysiske egenskapene til elektroner som beveger seg nesten fritt gjennom et krystallgitter av et fast stoff. Nøkkelforskjellen mellom fri elektronmodell og nesten fri elektronmodell er at den frie elektronmodellen ikke tar hensyn til elektroninteraksjonene og potensialet, mens den nesten frie elektronmodellen tar hensyn til potensialet.
Den følgende tabellen oppsummerer forskjellen mellom fri elektronmodell og nesten fri elektronmodell.
Sammendrag – Gratis elektronmodell vs nesten gratis elektronmodell
Frielektronmodell er en kvantemekanisk modell som er nyttig for å beskrive oppførselen til ladningsbærerne i et metallisk fast stoff. Den nesten frie elektronmodellen er en kvantemekanisk modell som beskriver de fysiske egenskapene til elektroner som beveger seg nesten fritt gjennom et krystallgitter av et fast stoff. Den viktigste forskjellen mellom fri elektronmodell og nesten fri elektronmodell er at fri elektronmodell ikke tar hensyn til elektroninteraksjonene og potensialet, mens den nesten frie elektronmodellen tar hensyn til potensialet.
