Cite as suposições do modelo de Drude usou para explicar a condutividade elétrica dos materiais.
Passo 1
O enunciado pede para citar as suposições do modelo de Drude usadas para explicar a condutividade elétrica dos metais. O conteúdo aqui é o modelo de condução clássica de elétrons e vamos precisar entender as hipóteses básicas desse modelo.
Passo 2
O modelo de Drude trata os elétrons de valência de um metal como um gás clássico de partículas livres submetidas a um campo elétrico externo, mas sofrendo colisões ocasionais com íons fixos do retículo.
Passo 3
Assunção 1: Entre colisões, cada elétron se move livremente sob a ação do campo elétrico, acelerando de acordo com a lei de Newton. As colisões são consideradas instantâneas e aleatórias.
Passo 4
Assunção 2: Há um tempo médio de relaxação
que caracteriza o intervalo entre duas colisões sucessivas de um elétron com os íons fixos. Após cada colisão, o elétron perde todo o seu momento anterior.
Passo 5
Assunção 3: Os elétrons seguem a estatística clássica de Maxwell–Boltzmann, de modo que fenômenos quânticos e a estatística de Fermi–Dirac são desprezados.
Passo 6
Assunção 4: As interações elétron–elétron e elétron–fóton são negligenciadas, ou seja, as únicas colisões relevantes são as com os íons do retículo.
Passo 7
Assunção 5: O material é considerado homogêneo e isotrópico, de modo que as propriedades de condução não dependem da direção no cristal.
Resposta
- Elétrons de valência tratados como um gás clássico de partículas livres em um potencial uniforme.
- Entre colisões, movimento livre sob o campo elétrico, com colisões instantâneas e aleatórias com íons fixos.
- Tempo médio de relaxação
entre colisões, e após cada colisão o elétron perde todo o momento anterior. - Estatística de Maxwell–Boltzmann; efeitos quânticos (estatística de Fermi–Dirac) são desprezados.
- Interações elétron–elétron e elétron–fóton são desconsideradas.
- Material homogêneo e isotrópico.