Фотон vs Фонон
Фонон и фотон - два очень близких слова, которые можно ошибочно принять за одно и то же. Фотон - это пакет энергии, который является основой квантовой механики. Фонон - это коллективное колебание нескольких атомов. Оба эти понятия очень важны в физике. Фотонная теория - это основная теория, от которой зависит большая часть современной физики. Фонон также является важным понятием при изучении материалов и их внутренних колебаний. В этой статье мы собираемся обсудить, что такое фонон и фотон, их сходство, их определения, применение фонона и фотона и, наконец, разницу между фотоном и фононом.
Что такое Фотон?
Фотон - тема, обсуждаемая в волновой механике. В квантовой теории наблюдается, что волны также обладают свойствами частиц. Квантовая теория света предполагает, что свет распространяется пучками волн. Каждый из этих волновых пакетов ведет себя как частица. Фотон - частица волны. Это фиксированное количество энергии, зависящее только от частоты волны. Энергия фотона определяется уравнением E=h f, где E - энергия фотона, h - постоянная Планка, а f - частота волны. Фотоны рассматриваются как пакеты энергии. С развитием теории относительности было обнаружено, что волны тоже имеют массу. Это связано с тем, что волны ведут себя как частицы при взаимодействии с материей. Однако масса покоя фотона равна нулю. Когда фотон движется со скоростью света, его релятивистская масса равна E/C2, где E - энергия фотона, а C - световое семя в вакууме.
Что такое Фонон?
В конденсированных веществах, таких как твердые тела и некоторые жидкости, материал проявляет эластичность на атомарном уровне. Связи между атомами и межмолекулярные связи эластичны. Это заставляет атомы и молекулы колебаться. Коллективное возбуждение в периодическом упругом расположении атомов или молекул в конденсированном состоянии известно как фонон. Совокупность таких колеблющихся частиц часто называют квазичастицей. В квантовой механике электрон, колеблющийся внутри связи, рассматривается как одномерная квантовая яма. Поскольку квазичастица представляет собой совокупность таких электронов, ее можно рассматривать как двумерную или трехмерную квантовую систему. Фонон - это особый тип колебаний в решетке, где каждая частица колеблется с одной и той же частотой. Это известно как нормальный режим в классической механике. Это очень полезно при использовании теоремы Фурье для вычисления частот произвольных движений решетки с точки зрения основной частоты.
В чем разница между Фононом и Фотоном?
• Фотон - это форма энергии, а фонон - это мода колебаний, возникающая в решетчатых структурах.
• Фотон можно рассматривать как волну и частицу, которые являются физически наблюдаемыми объектами. Фонон - это мода вибрации, которая не является ни волной, ни частицей.
