Le modèle de Drude (du nom du physicien Paul Drude), parfois appelé modèle de l'électron amorti, est une adaptation effectuée en 1900 de la théorie cinétique des gaz aux électrons des métaux (découverts 3 ans plus tôt, en 1897 par J.J. Thomson). En considérant les électrons d'un métal comme des particules classiques ponctuelles confinées à l'intérieur du volume défini par l'ensemble des atomes de l'échantillon, on obtient un gaz qui est entraîné dans un mouvement d'ensemble (lequel se superpose aux mouvements individuels des particules) par des champs électriques et magnétiques et freiné dans ce mouvement par des collisions. Les collisions envisagées par Drude sont les collisions sur les cœurs d'atomes. Bien que se basant sur des hypothèses démenties depuis (description purement classique du mouvement des électrons), il permet de rendre compte de plusieurs propriétés des métaux comme la conductivité électrique, la conductivité thermique et l'effet Hall.
Supposons que la conduction électrique soit le fait uniquement d'électrons. Ce sont des porteurs de charge q = -e et de masse m :
q = -e ≃ (voir Charge élémentaire) ;
m ≃ .
Alors, d'un point de vue dynamique, l'électron obéit à la loi suivante :
où
v est la vitesse de l'électron, exprimée en mètre par seconde () ;
F est la force de Lorentz exprimée en newtons (N), E étant le champ électrique et B le champ magnétique ;
Γ est un coefficient de frottement empirique exprimé en kilogrammes par seconde ().
C'est une équation différentielle linéaire d'ordre un.
Notons que ceci reste vrai pour d'autres types de porteurs de charge, comme les trous d'électrons dans un cristal ou bien les ions dans une solution saline.
Supposons que l'électron ait une vitesse initiale v, et que le champ électrique soit uniforme et constant, E. Alors, la résolution de l'équation différentielle ci-dessus mène à :
où
est la constante de temps, caractéristique d'amortissement du système ;
est la vitesse limite vers laquelle tend l'électron.
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En physique du solide, le modèle de l'électron libre est un modèle qui sert à étudier le comportement des électrons de valence dans la structure cristalline d'un solide métallique. Ce modèle, principalement développé par Arnold Sommerfeld, associe le modèle de Drude aux statistiques de Fermi-Dirac (mécanique quantique). Électron Particule dans réseau à une dimension 2.4 Modèle de sommerfeld ou de l'électron libre dans un puits de potentiel, sur le site garmanage.com Catégorie:Physique du solide Catégorie:É
Le modèle de Drude (du nom du physicien Paul Drude), parfois appelé modèle de l'électron amorti, est une adaptation effectuée en 1900 de la théorie cinétique des gaz aux électrons des métaux (découverts 3 ans plus tôt, en 1897 par J.J. Thomson). En considérant les électrons d'un métal comme des particules classiques ponctuelles confinées à l'intérieur du volume défini par l'ensemble des atomes de l'échantillon, on obtient un gaz qui est entraîné dans un mouvement d'ensemble (lequel se superpose aux mouvements individuels des particules) par des champs électriques et magnétiques et freiné dans ce mouvement par des collisions.
redresse=1.5|vignette|Représentation schématique des bandes d'énergie d'un solide. représente le niveau de Fermi. thumb|upright=1.5|Animation sur le point de vue quantique sur les métaux et isolants liée à la théorie des bandes En physique de l'état solide, la théorie des bandes est une modélisation des valeurs d'énergie que peuvent prendre les électrons d'un solide à l'intérieur de celui-ci. De façon générale, ces électrons n'ont la possibilité de prendre que des valeurs d'énergie comprises dans certains intervalles, lesquels sont séparés par des bandes d'énergie interdites (ou bandes interdites).
Plonge dans les fondamentaux de la plasmonique, couvrant le modèle Drude, diffusant par de petites particules, des métaux plasmoniques, des nanoparticules résonantes et des observations expérimentales.
This lecture gives an introduction to Solid State Physics, namely to their crystal and electronic structure, their magnetic properties, as well as to their thermal and electric conductance. The level
In this advanced electromagnetics course, you will develop a solid theoretical understanding of wave-matter interactions in natural materials and artificially structured photonic media and devices.
This course gives an introduction into Solid State Physics (crystal structure of materials, electronic and magnetic properties, thermal and electronic transport). The course material is at the level o