Естественные науки
Чем определяется число уровней в энергетической зоне? За наиболее подробный (но в тоже время соответствующий вопросу
Ответ дам ЛО)
Когда решаете стационарное (независимое от времени) уравнение Шредингера, то это уравнение представляет собой уравнение на собственные функции и собственные значения оператора энергии. Число этих несовпадающих друг с другом собственных значений и является числом энергетических уровней.
Если система финитная (например, электрон сидит в потенциальной яме), то собственные числа образуют дискретный набор чисел.
Если система инфинитная (например, энергия электрона такая большая, что он может спокойно выйти из одной потенциальной ямы и перейти в другую), то собственные числа образуют непрерывный континуум. То есть собственных чисел бесконечно много.
В металлах промежуточная ситуация.
С одной стороны, электроны не могут покинуть метал, то есть они сидят в одной большой энергетической яме. А, с другой стороны, валентные электроны с внешних оболочек атома свободно покидают свои атомы и двигаются между атомами внутри куска металла.
Это приводит к тому, что у валентного электрона в металле и не дискретный набор энергетических уровней и не непрерывный. Энергетические уровни такого электрона представляют собой набор отдельных зон с континуумами уровней.
Таким образом в каждой зоне бесконечное число энергетических уровней. И это бесконечное число обусловлено математикой, а именно тем, что если собственные числа оператора больше его максимального значения, то такие собственные числа образуют непрерывный бесконечный набор чисел.
Если система финитная (например, электрон сидит в потенциальной яме), то собственные числа образуют дискретный набор чисел.
Если система инфинитная (например, энергия электрона такая большая, что он может спокойно выйти из одной потенциальной ямы и перейти в другую), то собственные числа образуют непрерывный континуум. То есть собственных чисел бесконечно много.
В металлах промежуточная ситуация.
С одной стороны, электроны не могут покинуть метал, то есть они сидят в одной большой энергетической яме. А, с другой стороны, валентные электроны с внешних оболочек атома свободно покидают свои атомы и двигаются между атомами внутри куска металла.
Это приводит к тому, что у валентного электрона в металле и не дискретный набор энергетических уровней и не непрерывный. Энергетические уровни такого электрона представляют собой набор отдельных зон с континуумами уровней.
Таким образом в каждой зоне бесконечное число энергетических уровней. И это бесконечное число обусловлено математикой, а именно тем, что если собственные числа оператора больше его максимального значения, то такие собственные числа образуют непрерывный бесконечный набор чисел.
Число уровней в энергетической зоне кристалла определяется. произведением числа атомов в кристалле на число электронов, которые могут. находиться на атомном энергетическом уровне, из которого образовалась. зона, с соблюдением принципа Паули (на любом энергетическом уровне)
Когда в таком смысле говорят о зоне, это означает, что число уровней в ней бесконечно (в приближении бесконечного размера вещества).
А иначе может идти речь не о зоне, а о дискретных уровнях. Их к-во определяется количеством решения соотв. уравнения Шредингера.
А иначе может идти речь не о зоне, а о дискретных уровнях. Их к-во определяется количеством решения соотв. уравнения Шредингера.
Похожие вопросы
- Чем определяется число ядрышек в клетке?
- 8000 лет до н. э. что уже было изобретено и открыто людьми? за наиболее подробный ответ дам ЛО
- О пространстве-времени. Развернутый вопрос в середине.
- Если на отрезке бесконечное число точек, то почему карандаш по отрезку проходит точки за конечное время?
- Интересный и в тоже время глупый вопрос. Бесконечность существует!? Или мир , вселенная, численность имеет предел!?
- Тут последнее время участились вопросы про смещение земной оси:
- Время это вопрос веры или науки..Есть доказавшие что у времени скорость одна секунда в секунду?
- Скажите, ведь правда, что ничего страшного в том, чтобы время от времени повторить вопросы?
- Доброго времени суток! Вопрос по химии.
- Долгое время мучает вопрос... ...а как горят звёзды, в частности наше Солнце - в космосе же вакуум :)