Free Electron Model

释义 Definition

自由电子模型：固体物理中的一种近似模型，把金属中的传导电子看作在晶体内部“几乎不受束缚”的粒子（常近似为非相互作用的电子气），在平均势场中运动，用来解释金属的电导率、热导率、费米能级等基本性质。（更精细的理论会进一步考虑晶格周期势、能带结构与电子相互作用。）

发音 Pronunciation (IPA)

/ˌfriː ɪˈlɛktrɒn ˈmɒdəl/
/ˌfri ɪˈlɛktrɑːn ˈmɑːdəl/

词源与背景 Etymology & Background

该术语由 free（自由的、不受束缚的）+ electron（电子）+ model（模型）构成。它与早期的 Drude（德鲁德）经典电子论和随后 Sommerfeld（索末菲）将量子统计引入的改进密切相关：用“自由粒子”的简化图像来抓住金属导电现象的核心，同时也为后续的能带理论提供对照与起点。

例句 Examples

The free electron model explains why metals conduct electricity.
自由电子模型解释了为什么金属能够导电。

Although the free electron model is useful, it cannot fully describe the effects of a crystal lattice on electron motion.
尽管自由电子模型很有用，但它无法完整描述晶格对电子运动的影响。

相关词 Related Words

• Drude Model
• Sommerfeld Model
• Fermi Gas
• Fermi Energy
• Density Of States
• Relaxation Time
• Electrical Conductivity
• Hall Effect
• Conduction Band

文学与经典著作 Literary & Notable Works

• Solid State Physics（Ashcroft & Mermin）——在金属电子理论章节系统讨论自由电子近似及其推论。
• Introduction to Solid State Physics（Charles Kittel）——以入门方式介绍自由电子模型、费米面与相关实验现象。
• The Theory of Electrons and its Applications to the Phenomena of Light and Radiant Heat（Paul Drude）——自由电子思想的重要历史源头之一。
• Zur Elektronentheorie der Metalle（Arnold Sommerfeld，关于金属电子论的论文/研究）——将量子观点引入并发展相关框架。