Photon pret 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 fizikā ir ļoti svarīgi. 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 apspriedīsim, kas ir fonons un fotons, to līdzības, definīcijas, fonona un fotona pielietojumi un visbeidzot atšķirība starp fotonu un fononu.
Kas ir fotons?
Photon ir tēma, kas tiek apspriesta viļņu mehānikā. Kvantu teorijā tiek novērots, ka viļņiem ir arī daļiņu īpašības. Gaismas kvantu teorija liecina, ka gaisma pārvietojas viļņu kūlīšos. Katra no šīm viļņu paketēm darbojas kā daļiņa. Fotons ir viļņa daļiņa. Tas ir fiksēts enerģijas daudzums, kas ir atkarīgs tikai no viļņa frekvences. Fotona enerģiju nosaka vienādojums E=h f, kur E ir fotona enerģija, h ir Planka konstante un f ir viļņa frekvence. Fotoni tiek uzskatīti par enerģijas paketēm. Attīstoties relativitātes teorijai, atklājās, ka viļņiem ir arī masa. Tas ir tāpēc, ka viļņi mijiedarbojas ar vielu kā daļiņas. Tomēr fotona pārējā 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 Phonon?
Kondensētās vielās, piemēram, cietās vielās un dažos šķidrumos, materiālam piemīt elastība atomu līmenī. Saites starp atomiem un starpmolekulārām saitēm ir elastīgas. Tas izraisa atomu un molekulu svārstības. Kolektīvo ierosmi periodiskā, elastīgā atomu vai molekulu izvietojumā kondensētā vielā sauc par fononu. Šādu svārstīgo daļiņu kopumu bieži sauc par kvazidaļiņām. Kvantu mehānikā elektrons, kas svārstās saites iekšpusē, tiek uzskatīts par viendimensionālu kvantu iedobi. Tā kā kvazidaļiņa ir šādu elektronu kopums, to var uzskatīt par divdimensiju vai trīsdimensiju kvantu sistēmu. Fonons ir īpašs vibrācijas veids režģī, kur katra daļiņa svārstās ar tādu pašu frekvenci. Tas ir pazīstams kā parastais režīms klasiskajā mehānikā. Tas ir ļoti noderīgi, izmantojot Furjē teorēmu, lai aprēķinātu patvaļīgu režģa kustību frekvences pamata frekvences izteiksmē.
Kāda ir atšķirība starp Phonon un Photon?
• Fotons ir enerģijas veids, bet fonons ir svārstību veids, kas rodas režģa struktūrās.
• Fotonu var uzskatīt par vilni un daļiņu, kas ir fiziski novērojamas vienības. Fonons ir vibrācijas veids, kas nav ne vilnis, ne daļiņa.
