books free electron gas model
If you do not find what you're looking for, you can use more accurate words.
نموذج غاز إلكترونات حرة (Info)
طبقا لنمودج الإلكترونات الحرة تحوم إلكترونات التكافؤ حرة داخل المعدن فيما يُشبه ببئر كولومي أو جهد كولومي ينتهي عند سطح المعدن . وعندما يكون النظام في الحالة القاعية تكون المستويات ذات طاقة أقل من مستوى فيرمي مشغولة، أما المستويات التي فوق طاقة فيرمي فلا تكون مشغولة بإلكترونات. وتكون الطاقة اللازمة لتحرير إلكترون من مستوى فيرمي (أي إخراجه من البئر) هي دالة الشغل .
(وصف شكل بئر كولوم وشغله بالإلكترونات (الشكل في الويكيبيديا الإنجليزية): تشغل الإلكترونات مستويات الطاقة في البئر من أسفل إلى أعلى . ويُصطلح أن تكون الطاقة عند فوهة البئر مساوية للصفر . أي أن الإلكترون المتحرر من البئر تكون له طاقة موجبة الإشارة (وهذا عادي بالنسبة لنا) ، وبالتالي تكون طاقة الإلكترونات المحبوسة في البئر فتكون إشارتها سالبة. ولنفترض ذرة بها 3 إلكترونات، تبدأ الإلكترونات بشغل البئر من أسفل، فيأخذ 2 إلكترون مستوي الطاقة 2s (طبقا لمبدأ استبعاد باولي) ويشغل الإلكترون الثالث مستوي طاقة أعلى فيكون شاغرا "لمستوى فيرمي ". فإذا كان عمق البئر U فيكون مستوى فيرمي فيه وهو يحتسب بحسب التعريف من القاع. فتكون الطاقة اللازمة لإخراج الإلكترون الثالث من البئر :
- W= U -
وهي تساوي دالة الشغل، وتقدر وحدتها إلكترون فولت للإلكترون الواحد، ونظرا لتعاملنا في المختبرات يتضمن عينات كبيرة، فتكون الوحدة المستخدمة المناسبة لها هي جول.لكي تعرف العلاقة بين وحدة الإكترون فولت والجول (96.485 كيلوجول/مول = 1 إلكترون فولت/جسيم) .
