Photon εναντίον Phonon
Φωνόν και φωτόνιο είναι δύο πολύ κοντινές λέξεις, που μπορεί να εκληφθούν λανθασμένα με το ίδιο πράγμα. Ένα φωτόνιο είναι ένα πακέτο ενέργειας, το οποίο είναι η βάση της κβαντικής μηχανικής. Ένα φωνόνιο είναι η συλλογική ταλάντωση πολλών ατόμων. Και οι δύο αυτές έννοιες είναι πολύ σημαντικές στη φυσική. Η θεωρία των φωτονίων είναι η βασική θεωρία από την οποία εξαρτάται το μεγαλύτερο μέρος της σύγχρονης φυσικής. Ο Φωνώνας είναι επίσης μια σημαντική έννοια στη μελέτη των υλικών και των εσωτερικών τους ταλαντώσεων. Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε τι είναι το φωνόνιο και το φωτόνιο, τις ομοιότητές τους, τους ορισμούς τους, τις εφαρμογές του φωνονίου και του φωτονίου και τέλος τη διαφορά μεταξύ φωτονίου και φωνονίου.
Τι είναι το Photon;
Το
Το φωτόνιο είναι ένα θέμα που συζητείται στην κυματομηχανική. Στην κβαντική θεωρία, παρατηρείται ότι τα κύματα έχουν και ιδιότητες σωματιδίων. Η κβαντική θεωρία του φωτός προτείνει ότι το φως ταξιδεύει σε δέσμες κυμάτων. Κάθε ένα από αυτά τα κυματικά πακέτα συμπεριφέρεται ως σωματίδιο. Το φωτόνιο είναι το σωματίδιο του κύματος. Είναι μια σταθερή ποσότητα ενέργειας που εξαρτάται μόνο από τη συχνότητα του κύματος. Η ενέργεια του φωτονίου δίνεται από την εξίσωση E=h f, όπου E είναι η ενέργεια του φωτονίου, h η σταθερά Plank και f η συχνότητα του κύματος. Τα φωτόνια θεωρούνται πακέτα ενέργειας. Με την ανάπτυξη της σχετικότητας, ανακαλύφθηκε ότι τα κύματα έχουν επίσης μάζα. Αυτό συμβαίνει επειδή τα κύματα συμπεριφέρονται ως σωματίδια στις αλληλεπιδράσεις με την ύλη. Ωστόσο, η υπόλοιπη μάζα ενός φωτονίου είναι μηδέν. Όταν ένα φωτόνιο κινείται με την ταχύτητα του φωτός, έχει σχετικιστική μάζα E/C2, όπου E είναι η ενέργεια του φωτονίου και C είναι ο σπόρος του φωτός στο κενό.
Τι είναι το Phonon;
Σε συμπυκνωμένη ύλη, όπως στερεά και ορισμένα υγρά, το υλικό εμφανίζει ελαστικές συμπεριφορές σε ατομικό επίπεδο. Οι δεσμοί μεταξύ ατόμων και διαμοριακών δεσμών είναι ελαστικοί. Αυτό προκαλεί τα άτομα και τα μόρια να ταλαντώνονται. Η συλλογική διέγερση σε μια περιοδική, ελαστική διάταξη ατόμων ή μορίων σε συμπυκνωμένη ύλη είναι γνωστή ως φωνόνιο. Ένα σύνολο τέτοιων ταλαντευόμενων σωματιδίων αναφέρονται συχνά ως οιονεί σωματίδια. Στην κβαντομηχανική, ένα ηλεκτρόνιο που ταλαντώνεται μέσα σε έναν δεσμό θεωρείται ως μονοδιάστατο κβαντικό φρεάτιο. Δεδομένου ότι ένα οιονεί σωματίδιο είναι μια συλλογή τέτοιων ηλεκτρονίων, μπορεί να θεωρηθεί ως ένα δισδιάστατο ή τρισδιάστατο κβαντικό σύστημα. Ένα φωνόνιο είναι ένας ειδικός τύπος δόνησης στο πλέγμα όπου κάθε σωματίδιο ταλαντώνεται με την ίδια συχνότητα. Αυτό είναι γνωστό ως ο κανονικός τρόπος στην κλασική μηχανική. Αυτό είναι πολύ χρήσιμο στη χρήση του θεωρήματος Fourier για τον υπολογισμό των συχνοτήτων των αυθαίρετων κινήσεων του πλέγματος ως προς τη θεμελιώδη συχνότητα.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Phonon και Photon;
• Ένα φωτόνιο είναι μια μορφή ενέργειας, αλλά το φωνόνιο είναι ένας τρόπος ταλάντωσης που εμφανίζεται σε δομές πλέγματος.
• Ένα φωτόνιο μπορεί να θεωρηθεί ως κύμα και σωματίδιο, τα οποία είναι φυσικά παρατηρήσιμες οντότητες. Ένα φωνόνιο είναι ένας τρόπος δόνησης, ο οποίος δεν είναι ούτε κύμα ούτε σωματίδιο.
