Free-electron Model

定义 Definition

自由电子模型：一种固体物理中的理想化模型，把金属中的传导电子近似看作在晶体内部“自由”运动的粒子（通常忽略或弱化离子晶格势与电子—电子相互作用），用来解释金属的导电、热容与能带近似等现象。常见版本包括德鲁德模型（经典）与索末菲模型（量子）。

发音 Pronunciation (IPA)

/ˌfriː ɪˈlɛktrɒn ˈmɒdəl/（BrE）, /ˌfriː ɪˈlɛktrɑːn ˈmɑːdəl/（AmE）

例句 Examples

The free-electron model explains why metals conduct electricity well.
自由电子模型解释了为什么金属具有良好的导电性。

Although the free-electron model ignores the periodic crystal potential, it provides a useful first approximation to the electronic properties of simple metals.
尽管自由电子模型忽略了晶体的周期势，它仍为简单金属的电子性质提供了很有用的第一近似。

词源 Etymology

该术语由 free（“自由的”）+ electron（“电子”）+ model（“模型”）组成，字面意思是“把电子当作自由粒子的模型”。它在20世纪初金属电子理论发展中被广泛使用：先有德鲁德用经典气体思想处理电子，后有索末菲引入量子费米气体，从而形成更常见的“自由电子（近似）”框架。

相关词 Related Words

• Drude Model
• Sommerfeld Model
• Electron Gas
• Fermi Energy
• Fermi Surface
• Band Theory
• Nearly Free Electron Model
• Conductivity

文学与著作中的用例 Literary Works

• Solid State Physics — Neil W. Ashcroft & N. David Mermin（以自由电子/近自由电子近似系统讨论金属电子性质）
• Introduction to Solid State Physics — Charles Kittel（用自由电子模型作为理解能带与输运的起点）
• Principles of the Theory of Solids — J. M. Ziman（在固体理论框架下讨论自由电子与输运性质）
• The Theory of Electric and Magnetic Susceptibilities — J. H. Van Vleck（涉及自由电子近似在磁性与响应中的相关讨论）