La diferencia clave entre el modelo de electrones libres y el modelo de electrones casi libres es que el modelo de electrones libres no tiene en cuenta las interacciones de los electrones y el potencial, mientras que el modelo de electrones casi libres tiene en cuenta el potencial.
El modelo de electrones libres es un modelo mecánico cuántico útil para describir el comportamiento de los portadores de carga en un sólido metálico. El modelo de electrones casi libres es un modelo mecánico cuántico que describe las propiedades físicas de los electrones que se mueven casi libremente a través de una red cristalina de un sólido.
¿Qué es el modelo de electrones libres?
El modelo de electrones libres es un modelo mecánico cuántico útil para describir el comportamiento de los portadores de carga en un sólido metálico. Este modelo fue desarrollado en 1927 por Arnold Sommerfeld. Combinó el modelo Drude clásico con las estadísticas mecánicas cuánticas de Fermi-Dirac; por lo tanto, también se denominó modelo Drude-Sommerfeld.
Es un modelo muy simple, pero es útil para explicar muchos hallazgos experimentales, incluida la ley de Wiedemann-Franz, que relaciona la conductividad eléctrica y la conductividad térmica, la dependencia de la temperatura de la capacidad calorífica de los electrones, la forma de la densidad electrónica de estados, conductividades eléctricas, el rango de valores de energía de enlace, etc. Además, este modelo resuelve las inconsistencias relacionadas con el modelo de Drude, dando una idea de varias propiedades de los metales. Además, este modelo es predictivo al aplicarlo para metales alcalinos y nobles.
Al considerar las ideas y suposiciones del modelo de electrones libres, hay cuatro suposiciones principales; (1) aproximación de electrones libres, que describe el desprecio de la interacción entre los iones y los electrones de valencia excepto las condiciones de contorno, (2) aproximación de electrones independientes, que describe el desprecio de las interacciones entre electrones, (3) tiempo de relajación aproximación, que describe que existe algún mecanismo de dispersión desconocido de manera que la probabilidad de colisión del electrón es inversamente proporcional al tiempo de relajación, y (4) el principio de exclusión de Pauli, que describe que cada estado del sistema puede ocupar solo un electrón.
El nombre "modelo de electrones libres" proviene de las dos primeras suposiciones dadas anteriormente, que describen que los electrones actúan como partículas libres con una relación cuadrática respectiva entre la energía y el momento.
¿Qué es el modelo de electrones casi libres?
El modelo de electrones casi libres es un modelo mecánico cuántico que describe las propiedades físicas de los electrones que se mueven casi libremente a través de una red cristalina de un sólido. Este modelo está muy relacionado con la aproximación de celosía vacía. Podemos nombrar este modelo como modelo NFE o modelo de electrones casi libres. Permite la comprensión y el cálculo de la estructura de bandas electrónicas de los metales. Además, podemos identificar este modelo como una mejora del modelo de electrones libres.
Podemos reconocer el modelo de electrones casi libres como una modificación del modelo de electrones libres. Similar al modelo de electrones libres, este modelo tampoco tiene en cuenta las interacciones electrón-electrón (aproximación de electrones independientes).
¿Cuáles son las similitudes entre el modelo de electrones libres y el modelo de electrones casi libres?
- Ambos modelos son importantes en la mecánica cuántica.
- Estos modelos describen el comportamiento de los electrones en los sistemas.
- Utilizan la aproximación de electrones independientes.
¿Cuál es la diferencia entre el modelo de electrones libres y el modelo de electrones casi libres?
El modelo de electrones libres es un modelo mecánico cuántico que es útil para describir el comportamiento de los portadores de carga en un sólido metálico. Mientras tanto, el modelo de electrones casi libres es un modelo mecánico cuántico que describe las propiedades físicas de los electrones que se mueven casi libremente a través de una red cristalina de un sólido. La diferencia clave entre el modelo de electrones libres y el modelo de electrones casi libres es que el modelo de electrones libres no tiene en cuenta las interacciones de los electrones y el potencial, mientras que el modelo de electrones casi libres tiene en cuenta el potencial.
La siguiente tabla resume la diferencia entre el modelo de electrones libres y el modelo de electrones casi libres.
Resumen: modelo de electrones libres frente a modelo de electrones casi libres
El modelo de electrones libres es un modelo mecánico cuántico útil para describir el comportamiento de los portadores de carga en un sólido metálico. El modelo de electrones casi libres es un modelo mecánico cuántico que describe las propiedades físicas de los electrones que se mueven casi libremente a través de una red cristalina de un sólido. La diferencia clave entre el modelo de electrones libres y el modelo de electrones casi libres es que el modelo de electrones libres no tiene en cuenta las interacciones de los electrones y el potencial, mientras que el modelo de electrones casi libres tiene en cuenta el potencial.
