Nearly Free Electron Model

释义 Definition

近自由电子模型：固体物理中的一种能带理论近似模型，认为金属或晶体中的电子大体像自由电子一样运动，但会受到晶格周期性势场的弱微扰；这种微扰会在布里渊区边界附近打开能隙（band gap），从而形成能带结构。（该模型常用于解释金属的能带与导电性质；与“紧束缚模型”相对。）

发音 Pronunciation (IPA)

/ˈnɪrli fri ɪˈlɛktrɑn ˈmɑdəl/

例句 Examples

The nearly free electron model explains why band gaps open at the Brillouin zone boundaries.
近自由电子模型解释了为什么在布里渊区边界会出现能隙。

Although electrons behave almost like free particles in a metal, the nearly free electron model shows that the crystal’s periodic potential still reshapes their energy–momentum relation.
尽管金属中的电子几乎像自由粒子那样运动，近自由电子模型仍表明晶体的周期性势会重塑它们的能量—动量关系。

词源与来历 Etymology

该术语由三部分构成：nearly（几乎）+ free electron（自由电子）+ model（模型）。其核心思想来自对“自由电子气”模型的改进：在晶体中电子并非完全自由，而是受到晶格周期势的影响。20世纪早期与能带理论发展相关（如布洛赫波与周期势处理方法），在现代固体物理教材中被系统化，用于从“自由电子”过渡到“真实晶体能带”的直观近似。

相关词 Related Words

• Band Structure
• Brillouin Zone
• Bloch Theorem
• Periodic Potential
• Energy Gap
• Tight-Binding Model
• Fermi Surface
• Reciprocal Lattice

文学与著作中的用例 Literary Works

• Introduction to Solid State Physics（Charles Kittel）——用近自由电子模型引入能带与能隙的形成机制。
• Solid State Physics（Neil W. Ashcroft & N. David Mermin）——以周期势微扰方式系统推导近自由电子近似与能带结果。
• Principles of the Theory of Solids（J. M. Ziman）——在讨论金属电子与能带理论时使用该模型作为关键近似框架。