La principale différence entre le modèle d'électrons libres et le modèle d'électrons presque libres est que le modèle d'électrons libres ne tient pas compte des interactions d'électrons et du potentiel, alors que le modèle d'électrons presque libres tient compte du potentiel.
Le modèle d'électrons libres est un modèle de mécanique quantique utile pour décrire le comportement des porteurs de charge dans un solide métallique. Le modèle d'électrons presque libres est un modèle de mécanique quantique qui décrit les propriétés physiques des électrons qui se déplacent presque librement à travers un réseau cristallin d'un solide.
Qu'est-ce que le modèle d'électrons libres ?
Le modèle d'électrons libres est un modèle de mécanique quantique utile pour décrire le comportement des porteurs de charge dans un solide métallique. Ce modèle a été développé en 1927 par Arnold Sommerfeld. Il a combiné le modèle classique de Drude avec les statistiques de Fermi-Dirac en mécanique quantique; par conséquent, il a également été nommé modèle Drude-Sommerfeld.
C'est un modèle très simple, mais il est utile pour expliquer de nombreuses découvertes expérimentales, y compris la loi de Wiedemann-Franz, qui relie la conductivité électrique et la conductivité thermique, la dépendance à la température de la capacité calorifique des électrons, la forme de la la densité électronique des états, les conductivités électriques, la gamme des valeurs d'énergie de liaison, etc. De plus, ce modèle résout les incohérences liées au modèle de Drude, donnant un aperçu de plusieurs propriétés des métaux. De plus, ce modèle est prédictif lorsqu'il est appliqué aux métaux alcalins et nobles.
Lorsque l'on considère les idées et les hypothèses du modèle de l'électron libre, il y a quatre hypothèses principales; (1) approximation des électrons libres, qui décrit la négligence de l'interaction entre les ions et les électrons de valence à l'exception des conditions aux limites, (2) approximation électronique indépendante, qui décrit la négligence des interactions entre les électrons, (3) temps de relaxation approximation, qui décrit qu'il existe un mécanisme de diffusion inconnu de telle sorte que la probabilité de collision des électrons est inversement proportionnelle au temps de relaxation, et (4) le principe d'exclusion de Pauli, qui décrit que chaque état du système ne peut occuper qu'un seul électron.
Le nom "modèle d'électrons libres" provient des deux premières hypothèses données ci-dessus, qui décrivent que les électrons agissent comme des particules libres avec une relation quadratique respective entre l'énergie et la quantité de mouvement.
Qu'est-ce que le modèle d'électrons presque libres ?
Le modèle d'électrons presque libres est un modèle de mécanique quantique qui décrit les propriétés physiques des électrons qui se déplacent presque librement à travers un réseau cristallin d'un solide. Ce modèle est très lié à l'approximation du réseau vide. Nous pouvons nommer ce modèle comme modèle NFE ou modèle d'électrons quasi-libres. Il permet de comprendre et de calculer la structure de bande électronique des métaux. De plus, nous pouvons identifier ce modèle comme une amélioration du modèle de l'électron libre.
Nous pouvons reconnaître le modèle de l'électron presque libre comme une modification du modèle de l'électron libre. Semblable au modèle d'électrons libres, ce modèle ne prend pas non plus en compte les interactions électron-électron (approximation électronique indépendante).
Quelles sont les similitudes entre le modèle d'électrons libres et le modèle d'électrons presque libres ?
- Les deux modèles sont importants en mécanique quantique.
- Ces modèles décrivent le comportement des électrons dans les systèmes.
- Ils utilisent l'approximation électronique indépendante.
Quelle est la différence entre le modèle d'électrons libres et le modèle d'électrons presque libres ?
Le modèle d'électrons libres est un modèle de mécanique quantique utile pour décrire le comportement des porteurs de charge dans un solide métallique. Pendant ce temps, le modèle d'électrons presque libres est un modèle de mécanique quantique qui décrit les propriétés physiques des électrons qui se déplacent presque librement à travers un réseau cristallin d'un solide. le différence clé entre le modèle d'électrons libres et le modèle d'électrons presque libres est que le modèle d'électrons libres ne prend pas en compte les interactions d'électrons et le potentiel, tandis que le modèle d'électrons presque libres prend en compte le potentiel.
Le tableau suivant résume la différence entre le modèle d'électrons libres et le modèle d'électrons presque libres.
Résumé - Modèle d'électrons libres vs modèle d'électrons presque libres
Le modèle d'électrons libres est un modèle de mécanique quantique utile pour décrire le comportement des porteurs de charge dans un solide métallique. Le modèle d'électrons presque libres est un modèle de mécanique quantique qui décrit les propriétés physiques des électrons qui se déplacent presque librement à travers un réseau cristallin d'un solide. La principale différence entre le modèle d'électrons libres et le modèle d'électrons presque libres est que le modèle d'électrons libres ne prend pas en compte les interactions d'électrons et le potentiel, alors que le modèle d'électrons presque libres prend en compte le potentiel.
