Techniklexikon

freie Teilchen

Teilchen, die keiner Krafteinwirkung unterliegen, deren Hamilton-Operator sich demnach auf den Operator der kinetischen Energie  reduziert. Die zugehörige Wellenfunktion ist eine ebene Welle, deren Normalenvektor die Bewegungsrichtung des Teilchens angibt. Freie Teilchen können auch durch Wellenpakete beschrieben werden, die im allgemeinen nicht auseinanderlaufen. Im Fall schwach wechselwirkender Teilchen genügt oft die Berücksichtigung einer Störung erster Ordnung in der Näherung freier Teilchen, um zu Ergebnissen zu kommen, die gut mit dem Experiment übereinstimmen. In der Halbleiterphysik wird so z.B. die schwache Wechselwirkung des Teilchens mit der Umgebung berücksichtigt, indem man den als frei betrachteten Teilchen eine effektive Masse zuschreibt, die sich von der physikalischen Masse unterscheidet.