Elektronentemperatur

Von der Elektronentemperatur $T_{e}$ wird in der Physik gesprochen, wenn die Bewegungsenergie eines Systems von Elektronen quantifiziert werden soll. Dabei kann fast beliebig zwischen einer Angabe der Temperatur und der Energie gewechselt werden.

Formal ist im thermodynamischen Gleichgewicht bei einer Maxwell-Boltzmann-Verteilung der Elektronen dieser Zusammenhang gegeben durch die Gleichung:[1]

{\begin{aligned}T_{e}&={\frac {2}{3}}{\frac {1}{k_{\mathrm {B} }}}E_{e}\\\Leftrightarrow E_{e}&={\frac {3}{2}}k_{\mathrm {B} }T_{e}\end{aligned}}

mit

der Elektronentemperatur $T_{e}$ in Kelvin
der Elektronenenergie $E_{e}$ in Joule
der Boltzmann-Konstante $k_{\mathrm {B} }$ .

Da jeder Freiheitsgrad mit einem Faktor ½ zur Energie beiträgt, ergibt sich bei drei Freiheitsgraden die obige Formel.

Mit den drei Freiheitsgraden errechnet sich bei einer Energie von 1 eV eine entsprechende Temperatur von etwa 7736 Kelvin.

Des Weiteren kann man diese Temperatur nicht direkt mit fühlbaren Temperaturen z. B. der Luft gleichsetzen, da die Elektronen aufgrund ihrer geringen Masse wenig zur fühlbaren Wärme beitragen.

Einzelnachweise

P. Grosse: Freie Elektronen in Festkörpern. Springer-Verlag, 2013, ISBN 3-642-95344-1, S. 40 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

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[1] P. Grosse: Freie Elektronen in Festkörpern. Springer-Verlag, 2013, ISBN 3-642-95344-1, S. 40 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).