1. Physique classique:
* vitesse de dérive: Ceci décrit la vitesse moyenne des électrons dans un matériau en raison d'un champ électrique appliqué. C'est un modèle simplifié qui ne tient pas compte de la nature quantique des électrons.
* Loi d'Ohm: Cette loi décrit la relation entre le courant (flux d'électrons), la tension (différence de potentiel électrique) et la résistance dans un matériau. C'est une description macroscopique du mouvement des électrons.
2. Mécanique quantique:
* Dualité d'onde-particules: Les électrons présentent à la fois des propriétés en forme d'onde et en forme de particules. Cela signifie que leur mouvement peut être décrit par des fonctions d'onde, qui représentent la probabilité de trouver un électron à un emplacement particulier.
* tunneling quantique: Ce phénomène permet aux électrons de passer par des barrières potentielles même si elles n'ont pas assez d'énergie pour le faire classiquement. Ceci est important pour de nombreux appareils électroniques.
* bandes d'énergie: Dans les solides, les électrons occupent des niveaux d'énergie spécifiques regroupés en bandes. Le mouvement des électrons est influencé par la structure de la bande et la disponibilité des niveaux d'énergie vides.
* Statistiques de Fermi-Dirac: Ce modèle statistique décrit la distribution des électrons entre les niveaux d'énergie dans un matériau à une température donnée.
3. Autres modèles:
* Modèle d'électrons gratuit: Ce modèle simplifie les interactions entre les électrons et le réseau des atomes dans un électrons solide et traitant comme des particules libres.
* Modèle d'électrons presque gratuit: Ce modèle considère l'influence du potentiel périodique du réseau sur le mouvement des électrons.
* Modèle de liaison serrée: Ce modèle se concentre sur la nature localisée des électrons liés aux atomes dans un solide.
Le modèle spécifique utilisé dépend de l'application:
* Pour les circuits macroscopiques, les modèles de physique classique comme la loi d'Ohm sont suffisants.
* Pour étudier les propriétés des semi-conducteurs et d'autres matériaux, les modèles mécaniques quantiques sont essentiels.
* Pour décrire le comportement des électrons individuels dans les systèmes atomiques et moléculaires, des méthodes de chimie quantique sophistiquées sont utilisées.
Dans l'ensemble, la compréhension du mouvement des électrons nécessite une combinaison de concepts classiques et quantiques. Les scientifiques modernes utilisent divers modèles et théories pour décrire ce phénomène complexe, selon le contexte spécifique et le niveau de détail requis.
