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有効質量 ゆうこうしつりょう effective mass

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ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

有効質量
ゆうこうしつりょう
effective mass

結晶内の電子の実効的な質量。結晶内で周期的なポテンシャルの場にある電子のエネルギーエネルギー帯をつくっているため,外力を受けたときに得る加速度自由電子と異なる。一般に外力 f が加わっているときの加速度を f/m* と書くと,この m* が有効質量で,普通はテンソルである。

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世界大百科事典 第2版の解説

ゆうこうしつりょう【有効質量 effective mass】

結晶内の電子の運動をきめる見かけの質量バンド理論によれば,結晶内の電子は,構成原子からの力を受けるにもかかわらず,真空中の自由な電子と似た運動を行う。ただし,電場や磁場などの力による加速の際,通常とは異なる質量をもつもののようにふるまう。これが有効質量で,通常の電子質量mと区別してm*という記号で表す。電子のその他の性質も,多くはこのm*によって支配される。m*の値はサイクロトロン共鳴などの実験によって測定される。

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世界大百科事典内の有効質量の言及

【自由電子】より

…金属の凝集力は実はこうした価電子の自由な運動によって生ずるのである。 バンド理論によれば,価電子は外場に対して有効質量m*をもった自由電子としてふるまい,周期的な格子によっては散乱されない。すなわち,結晶中における電子の波数ベクトルをk,エネルギーバンドの分散を, ε(k)≃ε0+ħ2k2/2m*とすれば(ただしε0はバンド端のエネルギー,ħはプランク定数hを2πで割ったもの),電子の速度vは,によって与えられる。…

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