1. Física clásica:
* Velocidad de deriva: Esto describe la velocidad promedio de los electrones en un material debido a un campo eléctrico aplicado. Es un modelo simplificado que no tiene en cuenta la naturaleza cuántica de los electrones.
* Ley de Ohm: Esta ley describe la relación entre la corriente (flujo de electrones), el voltaje (diferencia de potencial eléctrico) y la resistencia en un material. Es una descripción macroscópica del movimiento de electrones.
2. Mecánica cuántica:
* Dualidad de partículas de onda: Los electrones exhiben propiedades tanto en forma de onda como de partículas. Esto significa que su movimiento puede describirse mediante funciones de onda, que representan la probabilidad de encontrar un electrón en una ubicación particular.
* Túnel cuántico: Este fenómeno permite que los electrones pasen a través de posibles barreras, incluso si no tienen suficiente energía para hacerlo clásicamente. Esto es importante para muchos dispositivos electrónicos.
* Bandas de energía: En los sólidos, los electrones ocupan niveles de energía específicos agrupados en bandas. El movimiento de los electrones está influenciado por la estructura de la banda y la disponibilidad de niveles de energía vacíos.
* estadísticas de Fermi-Dirac: Este modelo estadístico describe la distribución de electrones entre los niveles de energía en un material a una temperatura determinada.
3. Otros modelos:
* Modelo de electrones gratis: Este modelo simplifica las interacciones entre los electrones y la red de los átomos en un sólido, tratando electrones como partículas libres.
* Modelo de electrones casi libre: Este modelo considera la influencia del potencial periódico de la red en el movimiento de los electrones.
* Modelo de unión apretada: Este modelo se centra en la naturaleza localizada de los electrones unidos a los átomos en un sólido.
El modelo específico utilizado depende de la aplicación:
* Para los circuitos macroscópicos, los modelos de física clásica como la ley de Ohm son suficientes.
* Para estudiar las propiedades de los semiconductores y otros materiales, los modelos mecánicos cuánticos son esenciales.
* Para describir el comportamiento de los electrones individuales en sistemas atómicos y moleculares, se emplean sofisticados métodos de química cuántica.
En general, comprender el movimiento de los electrones requiere una combinación de conceptos clásicos y cuánticos. Los científicos modernos utilizan varios modelos y teorías para describir este fenómeno complejo, dependiendo del contexto específico y el nivel de detalle requerido.
