{"id":11313,"date":"2022-01-24T23:51:39","date_gmt":"2022-01-24T23:51:39","guid":{"rendered":"https:\/\/summitinterconnect.ca\/blog\/article\/modele-delectron-libre\/"},"modified":"2025-12-17T10:49:08","modified_gmt":"2025-12-17T10:49:08","slug":"free-electron-model","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/summitinterconnect.ca\/fr\/blog\/article\/free-electron-model\/","title":{"rendered":"Mod\u00e8le d'\u00e9lectron libre"},"content":{"rendered":"
Il y a de fortes chances que vous ne compreniez pas compl\u00e8tement comment les charges se d\u00e9placent dans les conducteurs ou comment l\u2019\u00e9nergie circule dans votre circuit. Les id\u00e9es pr\u00e9con\u00e7ues que vous avez depuis le lyc\u00e9e et l\u2019universit\u00e9 pourraient influencer la mani\u00e8re dont vous concevez vos circuits imprim\u00e9s.<\/p>\n
Ne vous inqui\u00e9tez pas ; vous \u00eates en bonne compagnie avec la plupart des ing\u00e9nieurs en \u00e9lectronique \u2013 ces id\u00e9es pr\u00e9con\u00e7ues, qui m\u00e8nent \u00e0 de mauvaises pratiques de conception, sont largement r\u00e9pandues dans l\u2019industrie.<\/p>\n
Lorsque vous imaginez comment les charges se d\u00e9placent dans un conducteur, il y a de grandes chances que vous deviez cela \u00e0 un seul homme. Il y a plus de 120 ans, Paul Drude a pr\u00e9sent\u00e9 un mod\u00e8le du mouvement des charges dans un conducteur qui est encore largement utilis\u00e9 aujourd\u2019hui. Ce mod\u00e8le s\u2019est perp\u00e9tu\u00e9 dans les manuels scolaires, formant des g\u00e9n\u00e9rations enti\u00e8res d\u2019\u00e9tudiants en physique au fil des d\u00e9cennies.<\/p> L'id\u00e9e de Drude est \u00e9galement appel\u00e9e mod\u00e8le des \u00e9lectrons libres (plus tard mod\u00e8le Drude-Lorentz et Drude-Sommerfield). Pratiquement tous les manuels de physique des lyc\u00e9es et des universit\u00e9s enseignent la conduction selon ce mod\u00e8le primitif. <\/p>\n Dans le mod\u00e8le de conduction de Drude, les charges se d\u00e9placent \u00e0 travers un conducteur en pr\u00e9sence d'un champ \u00e9lectrique, et les \u00e9lectrons se dispersent lorsqu'ils se d\u00e9placent d'un atome \u00e0 l'autre, un peu comme les billes d'un flipper ou d'une machine Plinko. La diffusion donne naissance \u00e0 une r\u00e9sistance et explique le chauffage par effet Joule, et ce sont les premi\u00e8res \u00e9quations pr\u00e9sent\u00e9es et enseign\u00e9es lorsque le manuel passe au sujet de l'\u00e9lectricit\u00e9 actuelle. <\/p> Malheureusement, le mod\u00e8le conduit les ing\u00e9nieurs \u00e0 se concentrer uniquement sur le mouvement de charge \u00e0 l'int\u00e9rieur d'un conducteur et non sur la surface du conducteur ou sur l'espace autour d'un conducteur.<\/p>\n Une recherche rapide des manuels de physique actuels sur les \u00e9tag\u00e8res du magasin de manuels d'occasion local n'a produit qu'un seul manuel de premier cycle qui enseigne le transport \u00e9lectronique diff\u00e9remment : \u00ab Mati\u00e8re et interaction \u00bb de Chabay et Sherwood.<\/p>\n Drude a cr\u00e9\u00e9 son mod\u00e8le en 1900 [1]<\/sup><\/a> , seulement 3 ans apr\u00e8s que JJ Thomson ait d\u00e9couvert l'\u00e9lectron [2]<\/sup><\/a> . Pour r\u00e9f\u00e9rence, Thompson a propos\u00e9 son mod\u00e8le \u00ab Plum Pudding \u00bb d'un atome en 1904 avant qu'Ernest Rutherford ne d\u00e9couvre que les atomes avaient un noyau en 1911 [3]<\/sup><\/a> . James Chadwick n'a d\u00e9couvert les neutrons qu'en 1932 [4]<\/sup><\/a> . Ainsi, bien que le mod\u00e8le soit conforme aux mod\u00e8les de physique accept\u00e9s et puisse expliquer des id\u00e9es de base telles que l'incandescence, la loi d'Ohm et le chauffage par effet Joule, le mod\u00e8le de Drude est incapable d'expliquer la physique des lignes de transmission. Le mod\u00e8le de Drude est celui que vous avez probablement appris \u00e0 l'\u00e9cole et qui influence vos pens\u00e9es quotidiennes sur ce qui se passe dans un conducteur, mais il existe des moyens de voir les conducteurs un peu diff\u00e9remment. <\/p>\n Notes de bas de page :<\/p>\n [1]<\/sup><\/a> https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Drude_model<\/p>\n [2]<\/sup><\/a> https:\/\/aps.org\/publications\/apsnews\/200010\/history.cfm<\/p>\n [3]<\/sup><\/a> https:\/\/aps.org\/publications\/apsnews\/200605\/history.cfm<\/p>\n
Drude s'est tromp\u00e9 !<\/h2>\n