فيزياء الحالة الصلبة 6: نظرية دروده و التوصيل الحراري في المعادن Drude theory and heat conduction

مثلما رأينا سابقا, إستطاعت نظرية دروده أن تفسر ظاهر توصيل المعادن للتيار الكهربائي عبر الإلكترونات داخل المعادن حيث قامت نظرية دروده بمعاملة هده الالكترونات على أنها نوع من الغاز يتحرك بحركة عشوائية معينة. لدلك قام دروده بتطبيق نتائج نظرية بولتزمان للغازات على هده الالكترونات. من البديهي أيضا ان هده النظرية تسطيع محاولة تفسير تواصيل الحرارة لان الحرارة أيضا يتم توصيلها عبر الالكترونات داخل المعدن. إستطاعت نظرية دروده إيجاد العلاقة بين التوصيل الحراري و التوصيل الكهربائي على شكل قانون فيدمان فرانز لكنها فشلت في إيجاد القيمة الصحيحة لمعامل سيباك دلك لأن الإلكترونات في المعادن ليست مجرد غازات فالاكترونات جسيمات أولية مشحونة تخضع لقوانين ميكانيكا الكم و لمبدأ باولي في اللإستقصاء اللدي لا يسمح لإلكترونين أن يحملان نفس الطاقة في آن واحد. لدلك فالإلكترونات تخضع لإحصاء خاص يسمى بإحصاء فيرمي ديراك و يقال لمثل هده الجسيمات اللتي تخضع لهدا الإحصاء بالفيرميونات. قام بعد دلك العالم اللألماني الكبير أرنولد سمرفيلد بتطبيق هد النتائج ليطور من نظرية دروده التي تشرح توصيل المعادن للكهرباء و الحرارة.