Was ist der Unterschied zwischen freiem Elektronenmodell und nahezu freiem Elektronenmodell

Der Schlüsselunterschied zwischen freiem Elektronenmodell und nahezu freiem Elektronenmodell ist, dass das freie Elektronenmodell die Elektronenwechselwirkungen und das Potenzial nicht berücksichtigt, während das nahezu freie Elektronenmodell das Potenzial berücksichtigt.

Freies Elektronenmodell ist ein quantenmechanisches Modell, das für die Beschreibung des Verhaltens der Ladungsträger in einem metallischen Feststoff nützlich ist. Fast freies Elektronenmodell ist ein quantenmechanisches Modell, das die physikalischen Eigenschaften von Elektronen beschreibt, die sich fast frei durch ein Kristallgitter eines Feststoffs bewegen.

INHALT

1. Überblick und wichtiger Unterschied
2. Was ist freie Elektronenmodell  
3. Was ist fast freies Elektronenmodell 
4. Ähnlichkeiten - freies Elektronenmodell und nahezu freies Elektronenmodell
5. Kostenloses Elektronenmodell gegen nahezu freies Elektronenmodell in tabellarischer Form
6. Zusammenfassung -freies Elektronenmodell im Vergleich zu fast freiem Elektronenmodell

Was ist freie Elektronenmodell?

Freies Elektronenmodell ist ein quantenmechanisches Modell, das für die Beschreibung des Verhaltens der Ladungsträger in einem metallischen Feststoff nützlich ist. Dieses Modell wurde 1927 von Arnold Sommerfeld entwickelt. Er kombinierte das klassische Drude-Modell mit quantenmechanischen Fermi-Dirac-Statistiken; Daher wurde es auch als Drude-Sommerfeld-Modell bezeichnet.

Es ist ein sehr einfaches Modell, aber es ist nützlich, um viele experimentelle Befunde zu erklären, einschließlich des Wieemann-Franz-Gesetzes, das die elektrische Leitfähigkeit und die thermische Leitfähigkeit, die Temperaturabhängigkeit der Elektronenwärmekapazität, die Form der elektronischen Dichte der Zustände, die Form der elektronischen Dichte, in Beziehung setzen Elektrische Leitfähigkeiten, den Bereich der Bindungsenergiewerte usw. Darüber hinaus löst dieses Modell die Inkonsistenzen im Zusammenhang mit dem Drude -Modell und gibt einen Einblick in mehrere Eigenschaften von Metallen. Darüber hinaus ist dieses Modell bei der Anwendung für Alkali- und Edelmetalle vorhersagbar.

Bei der Betrachtung der Ideen und Annahmen des freien Elektronenmodells gibt es vier Hauptannahmen; (1) Free-Electron-Näherung, die die Nachlässigkeit der Wechselwirkung zwischen den Ionen und den Valenzelektronen mit Ausnahme der Randbedingungen beschreibt, (2) unabhängige Elektronenannäherung, die die Nachlässigkeit der Wechselwirkungen zwischen Elektronen beschreibt, (3) Relaxationszeit Annäherung, die beschreibt, dass es einen unbekannten Streumechanismus in einer Weise gibt, dass die Elektronenwahrscheinlichkeit der Kollision umgekehrt proportional zur Entspannungszeit ist, und (4) Pauli -Ausschlussprinzip, das beschreibt, dass jeder Zustand des Systems nur ein einzelnes Elektron einnehmen kann.

Der Name „freies Elektronenmodell“ stammt aus den ersten beiden oben angegebenen Annahmen, die beschreiben, dass Elektronen als freie Partikel mit einer jeweiligen quadratischen Beziehung zwischen Energie und Impuls wirken.

Was ist fast freies Elektronenmodell?

Fast freies Elektronenmodell ist ein quantenmechanisches Modell, das die physikalischen Eigenschaften von Elektronen beschreibt, die sich fast frei durch ein Kristallgitter eines Feststoffs bewegen. Dieses Modell hängt sehr mit der leeren Gitternäherung zusammen. Wir können dieses Modell als NFE-Modell oder quasifreies Elektronenmodell benennen. Es ermöglicht das Verständnis und die Berechnung der elektronischen Bandstruktur von Metallen. Darüber hinaus können wir dieses Modell als Verbesserung des freien Elektronenmodells identifizieren.

Wir können das nahezu freie Elektronenmodell als Änderung des freien Elektronenmodells erkennen. Ähnlich wie beim freien Elektronenmodell berücksichtigt dieses Modell auch die Wechselwirkungen zwischen Elektronenelektronen (unabhängige Elektronenannäherung) nicht.

Was sind die Ähnlichkeiten zwischen freiem Elektronenmodell und nahezu freiem Elektronenmodell?

1. Beide Modelle sind in der Quantenmechanik wichtig.
2. Diese Modelle beschreiben das Verhalten von Elektronen in Systemen.
3. Sie verwenden die unabhängige Elektronenannäherung.

Was ist der Unterschied zwischen freiem Elektronenmodell und nahezu freiem Elektronenmodell?

Das freie Elektronenmodell ist ein quantenmechanisches Modell, das für die Beschreibung des Verhaltens der Ladungsträger in einem metallischen Feststoff nützlich ist. In der Zwischenzeit ist das fast freie Elektronenmodell ein quantenmechanisches Modell, das die physikalischen Eigenschaften von Elektronen beschreibt, die sich fast frei durch ein Kristallgitter eines Feststoffs bewegen. Der Hauptunterschied zwischen freiem Elektronenmodell und nahezu freiem Elektronenmodell besteht darin, dass das freie Elektronenmodell die Elektronenwechselwirkungen und das Potenzial nicht berücksichtigt, während das nahezu freie Elektronenmodell das Potenzial berücksichtigt.

Die folgende Tabelle fasst den Unterschied zwischen freiem Elektronenmodell und nahezu freiem Elektronenmodell zusammen.

Zusammenfassung -freies Elektronenmodell im Vergleich zu fast freiem Elektronenmodell

Freies Elektronenmodell ist ein quantenmechanisches Modell, das für die Beschreibung des Verhaltens der Ladungsträger in einem metallischen Feststoff nützlich ist. Das nahezu freie Elektronenmodell ist ein quantenmechanisches Modell, das die physikalischen Eigenschaften von Elektronen beschreibt, die sich fast frei durch ein Kristallgitter eines Feststoffs bewegen. Der Hauptunterschied zwischen freiem Elektronenmodell und nahezu freiem Elektronenmodell besteht darin, dass das freie Elektronenmodell die Elektronenwechselwirkungen und das Potenzial nicht berücksichtigt, während das nahezu freie Elektronenmodell das Potenzial berücksichtigt.

Referenz:

1. „Enge Bindung und fast freie Elektronen.” Offene Festkörpernotizen.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. "Free -Electron Dos" von Pieter Kuiper - eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia
2. "Leer-Gattice-Anerkennungs-FCC-Band" von EG-T2G-eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia