Electron Bebas

  • View
    72

  • Download
    7

Embed Size (px)

Transcript

ELECTRON BEBAS

ELECTRON BEBASOLEH :Nurainy Kusumawati (140310100010)Nia Restu Juliantie (140310100062)

PendahuluanELEKTRON BEBASElektron Terluar dari Atom Logam yang Telah Menjadi Warga Seluruh Kristal karena Tidak Lagi Berada dalam Pengaruh Atom Asalnya

ELEKTRON BEBASPrilaku Elektron dalam LogamModel Elektron Bebas TerkuantisasiModel Elektron Bebas KlasikDrude (1900) Mengandaikan bahwa dalam logam terdapat elektron bebas, yang membentuk sistem gas elektron klasikBergerak acak dalam kristal dengan kecepatan random voPenyebabnya adalah karena energi termalElektron tersebut berubah arah geraknya setelah bertumbukan dengan ion logam

suku kedua ruas kanan pada persamaan (1.1) merupakan gaya hambat yang seperti gaya gesek stokes pada percobaan pengukuran Viskositas cairan.Perimbangan antara gaya oleh medan dan gaya hambatan akan menghasilkan keadaan tunak (stationer). Bila keadaan ini tercapai maka :

Sehingga : persamaan 1.2kecepatan akhir elektron yang disebut juga kecepatan alir (drift velocity). Tanda minus menyatakan bahwa arah gerak elektron berlawanan dengan arah medan listrik E yang menyebabkannya

Vd jadi :pers (1.3)

selanjutnya, rapat arus listrik dapat didefinisikan sebagai :

n : menyatakan konsentrasi elektron. Dengan mengganti vd seperti pada persamaaan (2.11), diperoleh :

Bandingkan persamaan ini dengan hukum Ohm pada persamaan (2.6.), dihasilkan ungkapan bagi konduktivitas listrik :

MODEL ELEKTRON BEBAS KLASIKModel elektron bebasa klasik tentang logam mengambil andaian berikut :

Kristal digambarkan sebagai superposisi dari jajaran gugus ion positip (yang membentuk kisi kristal) dan elektron yang bebas bergerak dalam volume kristal.Elektron bebas tersebut diperlakukan sebagai gas, yang masing-masing bergerak secara acak dengan kecepatan termal (seperti molekul dalam gas ideal tidak ada tumbukan, kecuali terhadap permukaan batas).Pengaruh medan potensial ion diabaikan, karena energi kinetik elektron bebas sangat besar. Elektron hanya bergerak dalam kristal karena adanya penghalang potensial di permukaan batas.

Hukum Ohm Mikroskopik

Hukum Wiedemann-Frans Bagi segala macam logam murni perbandingan daya penghantar termal dan penghantar listrik adalah suatu bilangan yang konstan

Persamaan diatas sesuai dengan penemuan empirik oleh Wiedemann-Frans (1853). Kadangkadang perbandingan tersebut dinyatakan sebagai bilangan Lorentz

Hasil eksperimen menunjukkan bahwa Hukum Wiedemann-Frans diatas tidak berlaku untuk suhu Intermediate. Penemuan inilah yang mengawali kegagalan model elektron bebas klasik.

KesimpulanElektron bebas klasik berhasil menjelaskan besaran-besaran makro tingkat atomKonduktivitas Energi Thermal KKegagalan model elektron bebas klasik dalam menjelaskan :Suceptibilitas Magnetik Logam XPanas Jenis Cv Pada Suhu Ruang