Pertemuan 9

Teori Klasik Drude-Lorentz

• Teori Drude-Lorentz didasarkan pada model partikel bermuatan (seperti elektron) yang berinteraksi dengan medan listrik dan medan magnetik dalam bahan padat. Teori ini menjelaskan konduktivitas listrik dengan mengasumsikan adanya elektron bebas dalam bahan yang bergerak secara acak dan berinteraksi dengan ion dalam kisi kristal. 

• Penerapan teori ini dapat membuktikan keabsahan hukum Ohm. Di samping itu, karena elektron bebas dapat dengan mudah bergerak di dalam logam, beberapa logam menunjukkan adanya konduktivitas listrik dan konduktivitas panas yang tinggi. ratio antara konduktivitas listrik (σ) terhadap konduktivitas panas (κ) adalah selalu konstan.

Teori Kuantum Sommerfeld

• Sommerfeld memperlakukan elektron valensi (elektron konduksi) yang bebas bergerak itu secara kuantum mekanik, yaitu dengan cara menggunakan statistika kuantum Fermi-Dirac

• Tingkat-tingkat elektron di dalam kotak energi potensial ditentukan dengan menggunakan statistika kuantum 

• Adapun beberapa persamaan dalam teori ini sebagai berikut:

Energi Fermi (Ef) didefinisikan sebagai energi dari tingkat teratas yang terisi penuh elektron pada keadaan dasar. Jadi jika kita memiliki N = 10, maka energi fermi adalah energi untuk tingkat energi kelima pada keadaan dasar. 

Secara sistemmatika energi fermi dapat ditulis sebagai berikut:

Fungsi Distribusi Fermi-Dirac secara matematik ditulis sebagai berikut: