https://tcatmon.com/w/index.php?action=history&feed=atom&title=%EC%9E%90%EC%9C%A0%EC%A0%84%EC%9E%90_%EB%AA%A8%EB%8D%B8 2026-07-07T05:50:04Z 이 문서의 편집 역사 MediaWiki 1.28.0 https://tcatmon.com/w/index.php?title=%EC%9E%90%EC%9C%A0%EC%A0%84%EC%9E%90_%EB%AA%A8%EB%8D%B8&diff=488118&oldid=prev 2017-02-06T08:38:00Z

<p></p> <p><b>새 문서</b></p><div>[[분류:물리학]]<br /> <br /> [include(틀:프로젝트 문서, 프로젝트=나무위키 물리학 프로젝트)]<br /> <br /> * 상위 항목: [[물리학 관련 정보]]<br /> <br /> = 개요 =<br /> <br /> 격자 구조 내부의 원자가 전자(valance electron)들이 페르미-디랙 통계를 따른다, 즉 페르미 기체와 동일한 운동을 한다고 가정하는 모델. 특히 금속을 설명할 때 많이 사용된다.<br /> <br /> 말 그대로 원자가 전자가 원자핵이고 다른 전자고 뭐고 간에 상호작용을 전혀 고려하지 않는다고 가정을 하는 것이다. 대학교 때 [[양자역학]] 시간에 수소원자의 전자궤도에 대해 배우다보면 알겠지만, 원자핵이 두개 이상, 즉 수소 분자 모델만 되어도 전자-전자, 원자핵-전자, 원자핵-원자핵 등 상호작용에 대해 고려하다보니 설명이 그리 만만치 않다는 것을 느낄 것이다. <br /> <br /> 그렇다보니 분자를 넘어서는 거대한 구조에서는 고려해야 할 상호작용의 개수는 정말 무시무시하게 많아진다. 그래서 '우리 그냥 심플하게 상호작용 같은 거 고민하지말고, 원자핵이나 다른 전자와 상호작용하지 않는 자유전자들로 기술하자!'라는 아이디어가 나오게 되는데, 이게 바로 자유전자 모델이다.<br /> <br /> 이러한 모델에서는 각 격자점에 고정된 원자핵이 존재하고 원자핵 주변에 자유 기체와 비슷한, 상호작용하지 않는 전자들이 자유롭게 퍼져있는 상황을 가정한다. 그렇다보니 자유 전자들이 물체의 전도율이나 열용량을 결정하게 된다. <br /> <br /> 허나 이러한 기술은 전제조건에서 설명한 것처럼, 원자핵과 전자간의 상호작용의 크기가 작아야 잘 맞아 들어간다. 이러한 가정에 잘 맞는 게 바로 금속, 특히 [[알칼리 금속]] 계열의 금속 원소들이 가정한 모델과 [[DIO|최고로 HIGH!하게 잘 맞았기]] 때문에, 주로 금속의 물성을 설명하는데 쓰인다.<br /> <br /> <br /> = 어? 뭔가 안 맞는데요? =<br /> <br /> 자유 입자의 열용량은 &lt;math&gt;{3 \over 2}k_B&lt;/math&gt;에 자유입자의 개수를 곱한 값이다. 헌데, 실제로 전자가 열용량에 영향을 미치는 정도는 위 값보다 압도적으로 작다는 것이 문제였다. 이렇게 되면 자유 전자 모델로는 전혀 열용량을 설명할 수 없다는 문제가 생기게 된다!<br /> <br /> 이는 당시에 전자 궤도와 파울리 배타 원리와 같은 [[페르미온]]의 특성이 알려져있지 않다보니 생긴 일이었다. 이러한 문제는 [[양자역학]]과 [[통계역학]]의 발전을 통해 해결되는데, [[전자]]는 [[페르미-디락 분포]]를 따른다는 결과를 얻게 된 것이다. 이를 통해 원자 내부에 있는 전자들이 '전부' 에너지를 받아 들뜨는 것이 아니라 페르미 준위에서 특정 에너지의 범위 안에 있는 일부 전자들만이 자유전자가 된다는 사실을 알게 된 것이다.<br /> <br /> 이러한 수정을 통해 열전도율이나 홀 효과, 비저항값 등을 더욱 자세하게 설명할 수 있게 되었다.</div>

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