Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της ελεύθερης θεωρίας ηλεκτρονίων και της σχεδόν θεωρίας;

Δωρεάν θεωρία ηλεκτρονίων:

* Βασική παραδοχή: Αυτή η θεωρία υποθέτει ότι τα ηλεκτρόνια σε ένα μέταλλο είναι εντελώς ελεύθερα να κινούνται σε όλο το υλικό. Δεν συνδέονται με συγκεκριμένα άτομα και συμπεριφέρονται σαν αέριο ελεύθερων σωματιδίων.

* αλληλεπιδράσεις: Αγνοεί τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των ηλεκτρονίων και των θετικών ιόντων στο μεταλλικό πλέγμα.

* Εφαρμογές: Αυτό το απλό μοντέλο είναι χρήσιμο για την κατανόηση των βασικών ιδιοτήτων των μετάλλων, όπως η ηλεκτρική αγωγιμότητα, η θερμική αγωγιμότητα και η συγκεκριμένη θερμότητα. Μπορεί επίσης να εξηγήσει το μοντέλο Drude, το οποίο βοηθά στην κατανόηση των οπτικών ιδιοτήτων των μετάλλων.

* Περιορισμοί: Δεν εξηγεί τα εξής:

* Δομή ζώνης: Η ύπαρξη ενεργειακών ζωνών σε μέταλλα, η οποία είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση της ηλεκτρικής και οπτικής συμπεριφοράς τους.

* Κρυσταλλική δομή: Η εξάρτηση των ιδιοτήτων από την κρυσταλλική δομή του μετάλλου.

* Μαγνητικές ιδιότητες: Η θεωρία δεν μπορεί να υπολογίσει τις μαγνητικές ιδιότητες των μετάλλων.

Σχεδόν δωρεάν θεωρία ηλεκτρονίων:

* Βασική παραδοχή: Αυτή η θεωρία αναγνωρίζει ότι τα ηλεκτρόνια σε ένα μέταλλο δεν είναι εντελώς ελεύθερα, αλλά βιώνουν ένα αδύναμο περιοδικό δυναμικό από τα θετικά ιόντα στο πλέγμα.

* αλληλεπιδράσεις: Θεωρεί το αδύναμο περιοδικό δυναμικό που αντιμετωπίζουν τα ηλεκτρόνια λόγω των πυρήνων των ιόντων, αλλά αντιμετωπίζει ακόμα τις αλληλεπιδράσεις ως διαταραχές.

* Εφαρμογές: Αυτό το μοντέλο είναι ακριβέστερο από τη θεωρία των ελεύθερων ηλεκτρονίων και μπορεί να εξηγήσει τα εξής:

* Δομή ζώνης: Αυτό οδηγεί στο σχηματισμό ενεργειακών ζωνών και εξηγεί την ύπαρξη ενεργειακών κενών μεταξύ τους.

* Κρυσταλλική δομή: Η θεωρία εξηγεί πώς η κρυσταλλική δομή επηρεάζει τη δομή της ζώνης και τις ιδιότητες του μετάλλου.

* επιφάνεια Fermi: Προβλέπει με ακρίβεια το σχήμα της επιφάνειας Fermi, το οποίο είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση πολλών ηλεκτρονικών ιδιοτήτων.

* Περιορισμοί:

* Ισχυρές αλληλεπιδράσεις: Δεν λειτουργεί καλά για μέταλλα με ισχυρές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των ηλεκτρονίων και του πλέγματος (π.χ. μεταβατικά μέταλλα).

Συνοπτικά:

* Η ελεύθερη θεωρία ηλεκτρονίων είναι ένα απλοποιημένο μοντέλο που παρέχει μια βασική κατανόηση των μετάλλων, αλλά έχει περιορισμούς.

* Η σχεδόν ελεύθερη θεωρία ηλεκτρονίων είναι πιο εξελιγμένη και θεωρεί το αδύναμο περιοδικό δυναμικό από το πλέγμα. Αυτό του επιτρέπει να εξηγήσει πιο σύνθετα φαινόμενα και παρέχει μια ακριβέστερη περιγραφή της ηλεκτρονικής συμπεριφοράς στα μέταλλα.

Η επιλογή της θεωρητικής χρήσης εξαρτάται από τη συγκεκριμένη ιδιότητα που θέλετε να καταλάβετε και την πολυπλοκότητα του μετάλλου.