Photon vs Phonon
Fononas ir fotonas yra du labai artimi žodžiai, kuriuos galima supainioti su tuo pačiu dalyku. Fotonas yra energijos paketas, kuris yra kvantinės mechanikos pagrindas. Fononas yra kolektyvinis kelių atomų svyravimas. Abi šios sąvokos yra labai svarbios fizikoje. Fotonų teorija yra pagrindinė teorija, nuo kurios priklauso dauguma šiuolaikinės fizikos. Fononas taip pat yra svarbi sąvoka tiriant medžiagas ir jų vidinius virpesius. Šiame straipsnyje aptarsime, kas yra fononas ir fotonas, jų panašumus, apibrėžimus, fonono ir fotono pritaikymą ir galiausiai skirtumą tarp fotono ir fonono.
Kas yra fotonas?
Photon yra bangų mechanikos tema. Kvantinėje teorijoje pastebima, kad bangos turi ir dalelių savybių. Kvantinė šviesos teorija teigia, kad šviesa sklinda bangų pluoštais. Kiekvienas iš šių bangų paketų elgiasi kaip dalelė. Fotonas yra bangos dalelė. Tai fiksuotas energijos kiekis, priklausantis tik nuo bangos dažnio. Fotono energija apskaičiuojama pagal lygtį E=h f, kur E – fotono energija, h – Planko konstanta, o f – bangos dažnis. Fotonai laikomi energijos paketais. Tobulėjant reliatyvumui, buvo atrasta, kad bangos taip pat turi masę. Taip yra todėl, kad bangos sąveikaudamos su medžiaga elgiasi kaip dalelės. Tačiau likusi fotono masė lygi nuliui. Kai fotonas juda šviesos greičiu, jo reliatyvistinė masė yra E/C2, kur E yra fotono energija, o C yra šviesos sėkla vakuume.
Kas yra Phonon?
Kondensuotose medžiagose, tokiose kaip kietosios medžiagos ir kai kurie skysčiai, medžiaga atominiu lygmeniu pasižymi elastingumu. Ryšiai tarp atomų ir tarpmolekuliniai ryšiai yra elastingi. Dėl to atomai ir molekulės svyruoja. Kolektyvinis sužadinimas periodiniame, elastingame atomų ar molekulių išsidėstymo kondensuotoje medžiagoje yra žinomas kaip fononas. Tokių svyruojančių dalelių rinkinys dažnai vadinamas kvazidalelėmis. Kvantinėje mechanikoje elektronas, svyruojantis jungties viduje, laikomas vienmačiu kvantiniu šuliniu. Kadangi kvazidalelė yra tokių elektronų rinkinys, ją galima laikyti dvimatėmis arba trimatėmis kvantinėmis sistemomis. Fononas yra specialus virpesių tipas grotelėje, kur kiekviena dalelė svyruoja tuo pačiu dažniu. Klasikinėje mechanikoje tai žinoma kaip įprastas režimas. Tai labai naudinga naudojant Furjė teoremą savavališkų gardelės judesių dažniams apskaičiuoti pagal pagrindinį dažnį.
Kuo skiriasi Phonon ir Photon?
• Fotonas yra energijos forma, tačiau fononas yra virpesių būdas, atsirandantis gardelės struktūrose.
• Fotonas gali būti laikomas banga ir dalele, kurios yra fiziškai stebimos būtybės. Fononas yra vibracijos būdas, kuris nėra nei banga, nei dalelė.
