drude模型固體物理,什麼是Drude模型?它在固體物理中的意義是什麼

2021-03-04 04:53:33 字數 1450 閱讀 7153

1樓:匿名使用者

drude模型是理想電子氣模型,一般計算***中的等離子體時,要用到drude模型。簡單地說,drude模型認為金屬的電子氣是完全自由的,不收到帶正電的原子核的束縛,可以在金屬中自由移動。drude模型可以說是錯誤的模型。

因為這是最理想化的模型,他的不足之處就在於此。一般計算***中的等離子體時用lorrentz-drude模型。lorrentz模型是另乙個極端,就是電子被束縛在原子核的附近做振盪。

***中的電子既不像drude模型描述的那樣完全自由,也不像洛倫茲模型那樣被束縛,而是介於兩者之間。

什麼是 drude 模型?它在固體物理中的意義是什麼

2樓:匿名使用者

drude模型是固體物理最基本的模型之一,由德國物理學家p drude在2023年提出。同志們,那是2023年,就在這一年的4月27日,我們偉大的開爾文勳爵說:「動力學理論認為熱和光都是運動的方式,現在這一理論的優美和明晰,正被兩朵烏雲籠罩著。

」是的,那個時候,相對論和量子力學還沒出現,愛因斯坦和玻爾這兩位巨人還是名不見經傳的新人。然而就在經典力學的框架裡,paul drude 提出了這個簡單而又深刻的模型,在一定程度上成功的解釋了金屬導電的原理以及一系列相關問題。可惜drude在這個理論提出6年後就去世了,沒能來得及見證drude模型在量子時代的發展。

drude模型的基礎是乙個非常簡單的想法:把金屬中的電子看做氣體。基於此,drude提出了如下假設。

金屬由兩部分組成,一是可以自由運動的電子,二是固定不動的離子實,這些可以自由運動的電子使金屬導電的成分。

將自由電子看做帶電的小硬球,它們的運動遵循牛頓第二定律。在忽略電子-電子和電子-離子間電磁相互作用(內場)的情況下,它們在金屬中運動或並發生碰撞。這一假設被稱為獨立自由電子氣假設。

事實上,後來的研究證明,忽略電子間的相互作用對實驗結果影響並不大,但大多數情況下,電子-離子相互作用是不能忽略的。

drude模型中的碰撞遵循經典碰撞模型,具有瞬時性的特點。事實上電子在金屬中的散射機制非常複雜,但在此我們不考慮這些散射機制的詳細原理,只關心電子會發生碰撞並在碰撞瞬間改變速度。接下來的兩條假設將會更具體的對碰撞進行描述。

假設電子在金屬中的碰撞遵循泊松過程。每個電子在單位時間內碰撞的概率是,即在時間內發生碰撞的概率為,其中被稱為弛豫時間(又叫平均自由時間),其意義是在任意乙個粒子距離下一次碰撞(或上一次碰撞)發生的時間的平均值。這是drude模型最中最重要的概念。

假設電子只能通過碰撞才能與周圍環境達到熱平衡(事實上這也是自由獨立粒子假設的必然結果),即是說每次碰撞的結果都是隨機的,與碰撞前電子的狀態沒有任何關係,只於碰撞發生地點的溫度有關。

什麼是 drude 模型?它在固體物理中的意義是什麼

3樓:匿名使用者

特魯德模型。就是固體中的經典的電子氣模型。認為固體中的電子氣在運動的時候遇到遇到晶體會發生碰撞,產生了電阻。

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