Photon vs Phonon
Fonon i foton to dwa bardzo bliskie słowa, które można pomylić z tym samym. Foton to pakiet energii, który jest podstawą mechaniki kwantowej. Fonon to kolektywna oscylacja kilku atomów. Obie te koncepcje są bardzo ważne w fizyce. Teoria fotonów jest podstawową teorią, od której zależy większość współczesnej fizyki. Phonon jest również ważną koncepcją w badaniu materiałów i ich wewnętrznych oscylacji. W tym artykule omówimy, czym są fonon i foton, ich podobieństwa, definicje, zastosowania fononu i fotonu, a na koniec omówimy różnicę między fotonem i fononem.
Co to jest Photon?
Photon to temat poruszany w mechanice fal. W teorii kwantowej zaobserwowano, że fale mają również właściwości cząstek. Kwantowa teoria światła sugeruje, że światło porusza się w wiązkach fal. Każdy z tych pakietów fal zachowuje się jak cząstka. Foton to cząstka fali. Jest to stała ilość energii zależna tylko od częstotliwości fali. Energię fotonu określa równanie E = hf, gdzie E to energia fotonu, h to stała Planka, a f to częstotliwość fali. Fotony są traktowane jako pakiety energii. Wraz z rozwojem teorii względności odkryto, że fale również mają masę. Dzieje się tak, ponieważ fale zachowują się jak cząsteczki podczas interakcji z materią. Jednak masa spoczynkowa fotonu wynosi zero. Kiedy foton porusza się z prędkością światła, ma relatywistyczną masę E / C2, gdzie E to energia fotonu, a C to ziarno światła w próżni.
Co to jest Phonon?
W materii skondensowanej, takiej jak ciała stałe i niektóre ciecze, materiał wykazuje właściwości elastyczne na poziomie atomowym. Wiązania między atomami i wiązania międzycząsteczkowe są elastyczne. Powoduje to oscylacje atomów i cząsteczek. Wzbudzenie zbiorowe w okresowym, sprężystym układzie atomów lub cząsteczek w materii skondensowanej jest znane jako fonon. Zbiór takich oscylujących cząstek jest często określany jako quasi-cząstka. W mechanice kwantowej elektron oscylujący wewnątrz wiązania jest uważany za jednowymiarową studnię kwantową. Ponieważ quasi-cząstka jest zbiorem takich elektronów, można ją uznać za dwuwymiarowy lub trójwymiarowy układ kwantowy. Fonon to szczególny rodzaj wibracji w sieci, w której każda cząstka oscyluje z tą samą częstotliwością. Jest to znane jako tryb normalny w mechanice klasycznej. Jest to bardzo przydatne przy stosowaniu twierdzenia Fouriera do obliczania częstotliwości dowolnych ruchów sieci w kategoriach częstotliwości podstawowej.
Jaka jest różnica między Phononem a Photonem?
• Foton jest formą energii, ale fonon to rodzaj oscylacji występujący w strukturach sieci.
• Foton można traktować jako falę i cząstkę, które są fizycznie obserwowalnymi bytami. Fonon to rodzaj wibracji, który nie jest ani falą, ani cząstką.
