自由电子模型
态密度
/ DEN-sit-ee of states /
把电子可用的能级想象成一座巨大礼堂里的座位。它们并非均匀铺开——有些排里挤满了能量上彼此挨得很近的座位，有些排却几乎空着。态密度做的事很简单：数清每一小段能量区间里到底有多少个座位。座位密的地方，电子有大把临近的能级可以落脚；座位稀的地方，选择就寥寥无几。
正式地说，它是在每一个能量处、单位能量区间内可用电子态的数目。在自由电子模型里，它平滑地增长，大致像能量的平方根——你爬得越高，可用的态就越来越多。知道了这条曲线，你就能算出费米能以下能装下多少电子，以及它们在加热时如何响应。
它之所以重要，是因为恰好处在费米能那里的态密度，掌管着金属的热容、磁性以及导电方式——只有那些特定的座位才够得着这些「正在发生的事」。一个常见的混淆是：态密度说的是某个能量上有多少座位「存在」，而不是真正被坐满了多少；坐满与否取决于温度，通过费米-狄拉克分布来决定。
当你把金属稍稍加热时，只有费米能级附近那薄薄一层能量窗口内的电子，才能跳到空着的座位上去。能这么跳的电子有多少，就由那个位置的态密度决定——态密度越高，能作出反应的电子越多，电子热容也就越大。
费米能级处的态密度，决定了有多少电子能对热量作出响应。
这里的「密度」是按单位能量算的，而不是按单位空间算的——它回答的是「每电子伏特能量里有多少个态」，而不是「每立方厘米里有多少个电子」。那条平滑的平方根曲线是自由电子特有的；真实晶体里可能出现尖锐的峰，甚至出现能隙。
又称
另见