Enunciado
Física - Halliday - Vol 4- Ed: 10º - Capítulo 41.1 - Ex. 23
Mostre que, em, a energia média dos elétrons de condução de um metal é igual a . (Sugestão: de acordo com a definição de média, , em que é a concentração de elétrons de condução.)
Passo 1
Para resolvermos esse problema, vamos utilizar a equação dada na sugestão do enunciado e considerações sobre as condições de contorno do problema
Passo 2
Temos que pode ser escrita como . Substituindo na equação dada no enunciado, temos que
Sabemos também que é proporcional a . Assim, podemos dizer então que
Onde é uma constante de proporcionalidade. Em , temos que a probabilidade de encontrar os elétrons em energias menores que a de Fermi é 1 e para maiores do que a de Fermi é 0, logo
Agora para o número de elétrons livres por unidade de volume é dado por
Substituindo no primeiro resultado obtido, temos que
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)