1. Fisica classica:
* Velocità di deriva: Ciò descrive la velocità media di elettroni in un materiale a causa di un campo elettrico applicato. È un modello semplificato che non tiene conto della natura quantistica degli elettroni.
* OHM'S LEGGE: Questa legge descrive la relazione tra corrente (flusso di elettroni), tensione (differenza di potenziale elettrica) e resistenza in un materiale. È una descrizione macroscopica del movimento degli elettroni.
2. Meccanica quantistica:
* Dualità-particella d'onda: Gli elettroni mostrano proprietà addizionali e simili a particelle. Ciò significa che il loro movimento può essere descritto dalle funzioni d'onda, che rappresentano la probabilità di trovare un elettrone in una posizione particolare.
* Tunneling quantistico: Questo fenomeno consente agli elettroni di passare attraverso potenziali barriere anche se non hanno abbastanza energia per farlo in modo classico. Questo è importante per molti dispositivi elettronici.
* Bande di energia: Nei solidi, gli elettroni occupano livelli di energia specifici raggruppati in bande. Il movimento degli elettroni è influenzato dalla struttura della banda e dalla disponibilità di livelli di energia vuoti.
* Fermi-Dirac Statistics: Questo modello statistico descrive la distribuzione di elettroni tra i livelli di energia in un materiale a una data temperatura.
3. Altri modelli:
* Modello elettronico gratuito: Questo modello semplifica le interazioni tra gli elettroni e il reticolo degli atomi in un solido e trattando gli elettroni come particelle libere.
* Modello di elettroni quasi gratuito: Questo modello considera l'influenza del potenziale periodico del reticolo sul movimento degli elettroni.
* Modello di legame stretto: Questo modello si concentra sulla natura localizzata degli elettroni legati agli atomi in un solido.
Il modello specifico utilizzato dipende dall'applicazione:
* Per i circuiti macroscopici, sono sufficienti modelli di fisica classica come la legge di Ohm.
* Per studiare le proprietà dei semiconduttori e di altri materiali, sono essenziali i modelli meccanici quantistici.
* Per descrivere il comportamento dei singoli elettroni nei sistemi atomici e molecolari, vengono impiegati sofisticati metodi di chimica quantistica.
Nel complesso, la comprensione del movimento degli elettroni richiede una combinazione di concetti classici e quantistici. Gli scienziati moderni utilizzano vari modelli e teorie per descrivere questo fenomeno complesso, a seconda del contesto specifico e del livello di dettaglio richiesto.
