电传导的德鲁德模型在1900年由保罗・德鲁德提出,以解释
电子在物质(特别是金属)中的输运性质。这个模型是
分子运动论的一个应用,假设了电子在固体中的
微观表现可以用经典的方法处理,很像一个钉球机,其中电子不断在较重的、相对固定的
阳离子之间来回反弹。
在这里,代表时间,和分别代表
电子的
动量、电荷、数密度、质量,以及与离子碰撞之间的平均自由时间。后一个表达式尤其重要,因为它用半定量的术语解释了为什么
欧姆定律,
电磁学中最普遍存在的一个关系,应该是正确的。
在直流电场下,德鲁德模型假设电场是均匀且恒定的,且电子的热速度足够大,使得它们在碰撞之间仅积累了无穷小的动量,这平均每隔秒发生一次。电子的运动也可以通过引入一个有效的阻力来描述,其中电子的平均动量可以用非齐次
微分方程来表达。在时变分析中,德鲁德模型
预言了在
角频率为的时变
电场下的电流响应,其中
电流密度与电场的关系可以用复
电导率来描述,表明电流会落后于电场,这是由于
电子需要时间来对电场的变化作出响应。
这个简单、经典的德鲁德模型提供了金属中的
直流电和
交流电传导、
霍尔效应,以及
热传导的非常好的解释。这个模型也解释了1853年发现的魏德曼-弗朗茨定律。然而,它大大高估了金属的电子热容。实际上,金属和
绝缘体在常温下的热容大致上
相等。虽然模型可以应用于正电荷(
空穴)
载流子,像霍尔效应所验证的那样,但并不证明其存在。德鲁德在最初的论文中犯了一个概念性的错误,他估计
电导率仅有实际值的一半。