Starpība starp fotonu un fononu

Photon vs Phonon
 

Fonons un fotons ir divi ļoti tuvi vārdi, kurus var sajaukt ar vienu un to pašu. Fotons ir enerģijas pakete, kas ir kvantu mehānikas pamats. Fonons ir vairāku atomu kolektīvās svārstības. Abi šie jēdzieni ir ļoti svarīgi fizikā. Fotonu teorija ir pamatā esošā teorija, no kuras ir atkarīga lielākā daļa mūsdienu fizikas. Fonons ir arī svarīgs jēdziens, pētot materiālus un to iekšējās svārstības. Šajā rakstā mēs apspriedīsimies par to, kas ir fonons un fotons, to līdzības, definīcijas, fonona un fotona pielietojumu un visbeidzot atšķirību starp fotonu un fononu.

Kas ir fotons?

Fotons ir tēma, kas tiek apspriesta viļņu mehānikā. Kvantu teorijā tiek novērots, ka viļņiem ir arī daļiņu īpašības. Gaismas kvantu teorija liek domāt, ka gaisma pārvietojas viļņu saišķos. Katra no šīm viļņu paketēm uzvedas kā daļiņa. Fotons ir viļņa daļiņa. Tas ir fiksēts enerģijas daudzums, kas atkarīgs tikai no viļņa frekvences. Fotona enerģiju dod vienādojums E = h f, kur E ir fotona enerģija, h ir Planka konstante un f ir viļņa frekvence. Fotonus uzskata par enerģijas paciņām. Attīstoties relativitātei, tika atklāts, ka viļņiem ir arī masa. Tas notiek tāpēc, ka viļņi mijiedarbībā ar matēriju izturas kā daļiņas. Tomēr fotona atpūtas masa ir nulle. Kad fotons pārvietojas ar gaismas ātrumu, tam ir relativistiskā masa E / C², kur E ir fotona enerģija un C ir gaismas sēkla vakuumā.

Kas ir fonons?

Kondensētās vielās, piemēram, cietās daļās un dažos šķidrumos, materiāls uzvedas elastīgi atomu līmenī. Saites starp atomiem un starpmolekulārajām saitēm ir elastīgas. Tas izraisa atomu un molekulu svārstības. Komandu kolektīvā ierosme periodiskā, elastīgā atomu vai molekulu izkārtojumā kondensētā vielā ir zināma kā fonons. Šādu svārstīgu daļiņu kopumu bieži sauc par kvazi daļiņu. Kvantu mehānikā elektronu, kas svārstās saites iekšpusē, uzskata par viendimensionālu kvantu aku. Tā kā kvazispartikula ir šādu elektronu kolekcija, to var uzskatīt par divdimensiju vai trīsdimensiju kvantu sistēmām. Fonons ir īpašs vibrācijas veids režģī, kurā katra daļiņa oscilējas ar vienādu frekvenci. Klasiskajā mehānikā to sauc par parasto režīmu. Tas ir ļoti noderīgi, izmantojot Furjē teorēmu, lai aprēķinātu patvaļīgu režģa kustību frekvences pamatfrekvences izteiksmē.