**章 金属自由电子气体模型
固体是由很多原子组成的复杂体系,作为**步近似,也是相当好的近似,可把固体中的原子分成离子实(ion core)和价电子(valence electron)两部分,离子实由原子核和内层结合能高的芯电子(core electron)组成,形成固体时,离子实的变化可以忽略,价电子是原子外层结合能低的电子,在固体中,其状况可能和在孤立原子中十分��同,即使做这样的简化,人们面对的依然是一个强相互作用的、粒子(离子实,价电子)数为1022~1023/cm3的多体问题,难以处理,通常是对特定的方面,抓住有关问题物理过程的本质,提出简化的模型加以讨论,本书即从一*简单的,也是相当成功的模型一金属的自由电子气体模型开始讲述。
从对金属的讨论开始,还因为在固态的纯元素中,三分之二以上是金属,金属优良的性质,如极好的电导、热导性能,优良的机械性能,特有的金属光泽等,使之成为重要的实用材料,这些性质需要加以说明,得到了解,正是这一点,推动了现代固体理论的发展,同时,对金属的了解,也是认识非金属的基础。
有关金属的**个理论模型,是1900年Drude提出的,在1897年汤姆逊(Thomson)发现电子后,他大胆地将当时已很成功的气体分子运动论用于金属,提出了经典的金属自由电子气体模型,用以解释金属的电导和热导行为,1928年索末菲(Sommerfetd)首先将费米一狄拉克统计用于电子气体,发展了量子的金属自由电子气体模型,克服了经典模型明显的不足。
……