Avainero vapaiden elektronien mallin ja lähes vapaiden elektronien mallin välillä on se, että vapaiden elektronien malli ei ota huomioon elektronien vuorovaikutuksia ja potentiaalia, kun taas lähes vapaiden elektronien malli ottaa huomioon potentiaalin.
Vapaiden elektronien malli on kvanttimekaaninen malli, joka on hyödyllinen kuvaamaan metallisen kiinteän aineen varauskantajien käyttäytymistä. Lähes vapaiden elektronien malli on kvanttimekaaninen malli, joka kuvaa elektronien fysikaalisia ominaisuuksia, jotka liikkuvat lähes vapaasti kiinteän aineen kidehilan läpi.
Mikä on Free Electron Model?
Vapaiden elektronien malli on kvanttimekaaninen malli, joka on hyödyllinen kuvaamaan metallisen kiinteän aineen varauskantajien käyttäytymistä. Tämän mallin kehitti vuonna 1927 Arnold Sommerfeld. Hän yhdisti klassisen Drude-mallin kvanttimekaanisiin Fermi-Dirac-tilastoihin; siksi se nimettiin myös Drude-Sommerfeld-malliksi.
Se on hyvin yksinkertainen malli, mutta se on hyödyllinen selittämään monia kokeellisia löytöjä, mukaan lukien Wiedemann-Franzin laki, joka liittyy sähkönjohtavuuteen ja lämmönjohtavuuteen, elektronien lämpökapasiteetin lämpötilariippuvuuteen ja tilojen elektroninen tiheys, sähkönjohtavuudet, sitoutumisenergia-arvot jne. Lisäksi tämä malli ratkaisee Drude-malliin liittyvät epäjohdonmukaisuudet ja antaa käsityksen useista metallien ominaisuuksista. Lisäksi tämä malli on ennakoiva, kun sitä sovelletaan alkali- ja jalometalleille.
Kun tarkastelemme vapaiden elektronien mallin ideoita ja oletuksia, on olemassa neljä pääoletusta; (1) vapaiden elektronien approksimaatio, joka kuvaa ionien ja valenssielektronien välisen vuorovaikutuksen huomiotta jättämistä rajaehtoja lukuun ottamatta, (2) riippumaton elektroniapproksimaatio, joka kuvaa elektronien välisten vuorovaikutusten huomiotta jättämistä, (3) rentoutumisaika approksimaatio, joka kuvaa, että on olemassa jokin tuntematon sirontamekanismi siten, että elektronien törmäystodennäköisyys on kääntäen verrannollinen rentoutumisaikaan, ja (4) Paulin poissulkemisperiaate, joka kuvaa, että järjestelmän jokainen tila voi miehittää vain yhden elektronin.
Nimi "vapaiden elektronien malli" juontaa juurensa kahdesta ensimmäisestä edellä annetusta oletuksesta, jotka kuvaavat, että elektronit toimivat vapaina hiukkasina, joilla on vastaava neliösuhde energian ja liikemäärän välillä.
Mikä on lähes ilmainen elektronimalli?
Lähes vapaiden elektronien malli on kvanttimekaaninen malli, joka kuvaa elektronien fysikaalisia ominaisuuksia, jotka liikkuvat lähes vapaasti kiinteän aineen kidehilan läpi. Tämä malli liittyy hyvin tyhjän hilan approksimaatioon. Voimme nimetä tämän mallin NFE-malliksi tai kvasivapaaksi elektronimalliksi. Se mahdollistaa metallien elektronisen nauharakenteen ymmärtämisen ja laskemisen. Lisäksi voimme tunnistaa tämän mallin parannuksena vapaiden elektronien malliin.
Voimme tunnistaa lähes vapaiden elektronien mallin muunnelmaksi vapaiden elektronien mallista. Kuten vapaiden elektronien malli, tämä malli ei myöskään ota huomioon elektroni-elektroni-vuorovaikutusta (riippumaton elektroniapproksimaatio).
Mitä yhtäläisyyksiä vapaan elektronin mallin ja lähes vapaan elektronin mallin välillä on?
- Molemmat mallit ovat tärkeitä kvanttimekaniikassa.
- Nämä mallit kuvaavat elektronien käyttäytymistä järjestelmissä.
- He käyttävät riippumatonta elektronin approksimaatiota.
Mitä eroa on vapaaelektronimallilla ja lähes vapaalla elektronimallilla?
Vapaiden elektronien malli on kvanttimekaaninen malli, joka on hyödyllinen kuvaamaan metallisen kiinteän aineen varauskantajien käyttäytymistä. Samaan aikaan lähes vapaiden elektronien malli on kvanttimekaaninen malli, joka kuvaa elektronien fysikaalisia ominaisuuksia, jotka liikkuvat lähes vapaasti kiinteän aineen kidehilan läpi. Keskeinen ero vapaiden elektronien mallin ja lähes vapaiden elektronien mallin välillä on se, että vapaiden elektronien malli ei ota huomioon elektronien vuorovaikutuksia ja potentiaalia, kun taas lähes vapaiden elektronien malli ottaa huomioon potentiaalin.
Seuraava taulukko esittää yhteenvedon vapaiden elektronien mallin ja lähes vapaiden elektronien mallin välisestä erosta.
Yhteenveto – Ilmainen elektronimalli vs. lähes ilmainen elektronimalli
Vapaiden elektronien malli on kvanttimekaaninen malli, joka on hyödyllinen kuvaamaan metallisen kiinteän aineen varauskantajien käyttäytymistä. Lähes vapaiden elektronien malli on kvanttimekaaninen malli, joka kuvaa elektronien fysikaalisia ominaisuuksia, jotka liikkuvat lähes vapaasti kiinteän aineen kidehilan läpi. avainero vapaiden elektronien mallin ja lähes vapaiden elektronien mallin välillä on se, että vapaiden elektronien malli ei ota huomioon elektronien vuorovaikutuksia ja potentiaalia, kun taas lähes vapaiden elektronien malli ottaa huomioon potentiaalin.
