一、准經典模型
1. 經典處理
- 經典處理:電子的行為能用牛頓定律處理。
- Drude模型用了經典處理。(sommerfeld模型不是,sommerfeld模型是用薛定諤方程處理電子)
- 在很多問題中經典處理是很好的近似的原因:北大書第15頁(+注1)
2. 准經典模型
- 在Drude模型(完全的經典模型)中,電子的速度取平均熱運動速度\(v _ { th }\),由能量均分定理\(\frac{1}{2}mv _ { th } ^ { 2 }=\frac{3}{2}k _ { B } T\)得:\(v _ { th } ^ { 2 } \approx k _ { B } T / m\)
- 在sommerfeld模型中,幾乎完全保留了Drude模型中的所有假設,只作了兩點修正,一是電子在每個量子態上的分布由費米-狄拉克統計(全同粒子,泡利不相容原理,費米分布函數)決定,二是金屬中傳導電子的量子態由薛定諤方程決定。
- 准經典模型:
用經典處理,采取牛頓定律,但是也使用費米狄拉克統計得到的費米面,費米速度等這些概念,只有費米面附近的電子對電流有貢獻,故這些對電流有貢獻的電子的速度的大小近似為費米速度(速度方向不同)。
二、Drude模型(完全的經典模型)求電導率
- 復習:河北師大書18至20頁
電子的漂移速度:t時刻電子的恆定的平均的速度v(t)
平均的含義:碰撞和未碰撞的電子都考慮了
三、准經典模型求電導率
-
復習:河北師大書 20至22頁
-
補充1:
-
補充2:(下面的一段話“近似估計認為......"非常重要,必須復習!)
-
補充3:費米面的漂移一般很小:課件
-
沒時間就不復習:《solid state》第二章 sommerfeld模型 第52、53頁
在第13章當修正的費米分布被使用,加上能量依賴的弛豫時間,會使金屬的很多性質產生量子力學的影響。
四、金屬的交流電導率
未學
五、金屬的熱導率
- 河北師大書22頁
- 補充1:划線
- 補充2:(1.4.35)式下面一段話“電子的速度應取為費米速度”的補充:
在准經典模型中,由熱學中氣體分子動理論,也可得到和Drude模型中相同的熱導率表達式:
\[\kappa = \frac { 1 } { 3 } c _{v} v l = \frac { 1 } { 3 } c_{v} v ^ { 2 } \tau\tag{1.4.35} \]
雖然准經典模型和Drude模型有差別【差別在於電子濃度(只有費米面附近的電子被熱激發)和電子的平均速度(這些電子的速度近似都取為沿熱流方向(不知道是否正確,應該查《solid state》或熱學書中氣體分子動理論推導熱導率的過程)的大小為\(v_{F}\)的一個速度】,但此式和Drude模型中的熱導率表達式相同,這是因為電子濃度的差別體現在熱容中,由於熱容和電子速度的差別,所以將熱容改為量子理論的表達式,v改為,\(\tau\)改為\(\tau_{F}\),計算得熱導率表達式:$$
\kappa = \frac { \pi ^ { 2 } k _{B}^ { 2 } n \tau _ { F } } { 3 m _ { e } } T\tag{1.4.36}
\[ ###六、熱電子發射和接觸電勢 - 復習:課件 ###七、金屬的霍爾效應和磁致電阻 - 河北師范書24頁 - 補充1:    - 補充2:  - 磁致電阻未學,河北師大書 *** <span id = "jump">注1:還有原因見《solid state》:因此,經典力學可以很好地描述金屬電子行為的現象范圍很廣。然而,這並不能立即證明N個這樣的電子的行為可以用經典力學來描述。因為泡利不相容原理對N個電子,為什么它不應該對它們的動力學產生同樣劇烈的影響呢?它並不遵循一個基本定理,我們不需要證明它,因為這個證明雖然簡單,但在標記上卻相當繁瑣等。這些不重要,所以不復習</span> <br/><br/> --- <center>參考文獻</center> 1.《固體物理基礎》孫會元 2.河北師大孫會元老師的固體物理課件 3.《固體物理基礎》閻守勝 4.《固體物理學》朱建國等 5.《solid state physics》Mermin 本文圖片也來源於以上2、3、4、5這四種資料 6.中科大趙瑾老師的固體物理課件 7.慕課:北京交通大學 李丹 固體物理學 8.北京大學固體物理課件:http://www.doc88.com/p-1466697881134.html <br/><br/>                                                        ---本文由量子凝聚態編寫                                                           (轉載需注明來源)\]