Изолированные атомы имеют дискретный энергетический спектр с разрешенными уровнями энергии W1, W2 и т. д. до Wn. Согласно принципу Пауля на каждом из этих энергетических уровней могут находиться лишь 2 e  с противоположными спинами.

В тв. теле при сближении изолированных атомов за счет их взаимодействия происходит расщипление разрешенных энергетических уровней и образование разрешенных энергетических зон.

РИС.

1) Металлы.

РИС.

В металле эта зона заполнена электронами не полностью, а до определенного уровня. Последний заполненный электронный уровень называется уровнем . Такое заполнение имеет место
ПРИП температуре абсолютного нуля Т=0К.

При обычных температурах СТАновится достаточной для того, чтобы e могли перескочить на свободные подуровни, а на их место могут перескочить e с более низких подуровней.

Таким образом e с энергией вблизи уровня Ферми с точки зрения квантовой теории электропроводимости можно считать свободными. Именно за счет их движения в металлах течет ток.

По классической теории электропроводимости электроны могут обладать любой энергией, как идеальные газы.

fф – это функция Ферми, она позволяет оценить вероятность найти электрон в определенном энергетическом состоянии.

При Т=0 заполнены все подуровни. Электронный газ, кот. подчиняется распределению Ферми-Дирака называется вырожденным.

Металл необходимо нагреть до очень высокой температуры.Тф=10^4К. А если до температуры > Тф, то только тогда электронный газ становится невырожденным, может принимать любые значения (т. е. энергетический спектр становится непрерывным).

2) Полупроводники.

РИС.

В полупроводниках , однако, при обычных температурах тепловой энергии недостаточно, для того чтобы e из валентной зоны перешел в зону проводимости.

Однако при нагревании и других энергетических воздействиях электроны могут перепрыгнуть и занять вакантные места у дна зоны проводимости, а на их месте образуются дырки (+).

Такой механизм проводимости называется собственным.

С увеличением температуры n и P возрастают, что приводит к увеличению проводимости полупроводника.

РИС.

3) Диэлектрики.

Большинство веществ в природе – диэлектрики. С точки зрения зонной теории, также как и у полупроводников, валентная зона полностью заполнена электронами.

Ширина запрещенной зоны (между потолком валентной зоны и дном зоны проводимости) ΔW>1эВ, поэтому в обычных условиях и при слабых энергетических воздействиях, электроны из валентной зоны не имеют возможности перейти в зону проводимости, поэтому диэлектрики не проводят электрический ток.