2021-2022学年高二物理竞赛课件：金属电子论基础

这是一份2021-2022学年高二物理竞赛课件：金属电子论基础，共14页。PPT课件主要包含了金属电子论基础，对于近自由电子，电子热容量，引入一个函数，把EF代入上式得等内容，欢迎下载使用。
　经典电子论假设金属中存在着自由电子，自由电子和理想气体一样服从玻耳兹曼分布，因此，金属中的电子应对热容有贡献，并且其大小应和晶格振动热容相比拟，但是实验并没有察觉金属有这样一部分额外的热容；　另外，按照经典理论，金属中的自由电子由于不断的碰撞，其自由程应该很短，但是，实际上金属中的电子又具有很长的自由程，经典理论也不能给予解释。　按量子统计理论，电子是费米子，服从费米－狄拉克分布。　按能带论，对电子有　　　　　　，如果不存在外场，金属中的电子将保持在一个本征态中，因而自由程是无限的，当然，晶体中的周期性势场并不是严格的周期场，因而电子的自由程实际是有限的。　本章内容：费米分布和电子热容问题，电子输运问题。
5.1 费米分布和电子热容量
一、费米分布函数　能带论方法是一种单电子近似，每个电子的运动被近似看作是独立的，电子具有一系列确定的本征态，用k来表示不同的本征态，晶体中电子系统的宏观态可以由电子在各本征态的统计分布来描述。对于系统的平衡态，用费米分布描述
　f(E)为能量为E的状态被电子占据的几率，其中EF称为费米能级，由系统的总电子数确定
　对f(E)当E=EF时，f(E)=1/2当E比EF高几个kBT时，f(E)≈０当E比EF低几个kBT时，f(E)＝１在T 0K时，转变的区域变窄，所有E