Kurzer Überblick über die Entwicklung der Elektronentheorie der Metalle

Zusammenfassung

Im Rahmen der modernen Physik hat als erster W. Pauli [28]¹ das Problem der Metallelektronen aufgegriffen. Er behandelte den temperaturunabhängigen Paramagnetismus der Alkalimetalle, der vom Standpunkt der klassischen Physik aus vollständig unverständlich ist. Indem er die von Fermi [22] und Dirac [20] entwickelte Quantenstatistik auf die Metallelektronen anwandte, konnte er eine quantitativ befriedigende Behandlung des temperaturunabhängigen Paramagnetismus geben. Dies veranlaßte A.Sommerfeld [54] zu einer systematischen Untersuchung der Metallelektronen, indem er wie in der klassischen Theorie von P. Drude und H. A. Lorentz [26] die Metallelektronen als vollkommen frei annahm, jedoch nicht die Maxwell-Statistik, sondern die Fermi-Dirac-Statistik auf sie anwandte. Sommerfeld konnte in seiner grundlegenden Arbeit zeigen, daß alle Schwierigkeiten der klassischen Theorie in der modernen Theorie wegfallen. Damit war der Weg für die weitere Entwicklung gezeigt. Es handelte sich in erster Linie darum, die Hypothese der freien Elektronen zu begründen bzw. ihren Gültigkeitsbereich näher zu untersuchen. Dies wurde von F. Bloch [33] durchgeführt, der die Grundlagen der wellenmechanischen Behandlung der Metallelektronen schuf.