Direkt zum Inhalt

Illustration Streuung eines Elektrons - Drude-Modell

Streuung eines Elektrons - Drude-Modell
Streuung eines Elektrons - Drude-Modell
Illustration bekommen

Teilen — es ist erlaubt die Illustration zu vervielfältigen und weiterzuverbreiten

Bearbeiten — es ist erlaubt die Illustration zu verändern und darauf aufzubauen und zwar für beliebige Zwecke, sogar kommerziell.

Teilen und Bearbeiten der Illustration ist mit Angabe des Links zur Illustration oder Website erlaubt.

Nach dem Drude-Modell wird davon ausgegangen, dass das Elektronengas sich klassisch verhält, d.h. nicht der Fermi-Verteilung, sondern der Boltzman-Verteilung unterliegt. Außerdem werden nach dem Drude-Modell alle Elektronen gestreut und nicht wie es richtigerweise ist - nur die Elektronen mit der Fermi-Energie. Diese klassischen Annahmen haben zur Folge, dass der theoretisch berechnete Widerstand eines Metalls um viele Größenordnungen von dem experimentell ermittelten Widerstand abweicht. Trotzdem kann man das Drude-Modell verwenden, um das Ohm-Gesetz herzuleiten oder dieses bei sehr hohen Temperaturen einsetzen, wo die Fermi-Verteilung in die Boltzman-Verteilung übergeht.

Eingezeichnet ist ein Elektron, welches an den festen Rümpfen des Kristalls streut. Dabei legt es eine mittlere freie Weglänge \( l \) zwischen zwei Stößen zurück, während es mit der thermischen Geschwindigkeit \( \boldsymbol{v}_{\text{th}} \) fliegt.

Das externe elektrische Feld \( \boldsymbol{E} \) führt dazu, dass sich das Elektron zusätzlich zu seiner thermischen Geschwindigkeit, noch die Driftgeschwindigkeit \( \boldsymbol{v}_{\text d} \) entgegen dem E-Feld bekommt. Insgesammt driftet das Elektron entsprechend dem angelegten elektrischen Feld, wobei es während des Driftes eine viel schnellere thermische Bewegung ausführt.