物理 计算题 较难 ★ 精品

Drude模型的基本假设 — 物理计算题

固体物理 自由电子气模型 AI 三重审校通过

题目
Drude 自由电子气模型将金属中的传导电子视为经典气体,基本假设包括:电子在两次碰撞间自由运动,碰撞时间平均为 τ;电子在外场作用下的漂移运动服从牛顿第二定律,碰撞使其速度随机化;忽略电子间的相互作用。现某金属中传导电子数密度 n = 5×10²⁸ m⁻³,电子平均碰撞时间 τ = 4×10⁻¹⁴ s,电子电荷 e = 1.6×10⁻¹⁹ C,电子质量 m = 1.6×10⁻³⁰ kg。请依据 Drude 模型: (1) 推导电导率表达式 σ = ne²τ/m 并代入数据计算 σ; (2) 计算该金属的电阻率 ρ。