Photon vs Phonon
Fonón a fotón sú dve veľmi blízke slová, ktoré si môžeme zameniť za to isté. Fotón je balík energie, ktorý je základom kvantovej mechaniky. Fonón je kolektívna oscilácia niekoľkých atómov. Oba tieto pojmy sú vo fyzike veľmi dôležité. Fotónová teória je základnou teóriou, od ktorej závisí väčšina modernej fyziky. Phonon je tiež dôležitým konceptom pri štúdiu materiálov a ich vnútorných kmitov. V tomto článku sa chystáme diskutovať o tom, čo sú fonón a fotón, ich podobnosti, definície, aplikácie fonónu a fotónu a nakoniec rozdiel medzi fotónom a fonónom.
Čo je Photon?
Fotón je téma diskutovaná vo vlnovej mechanike. V kvantovej teórii sa pozoruje, že vlny majú aj vlastnosti častíc. Kvantová teória svetla naznačuje, že svetlo sa pohybuje vo zväzkoch vĺn. Každý z týchto vlnových paketov sa správa ako častica. Fotón je častica vlny. Je to fixné množstvo energie závislé iba od frekvencie vlny. Energia fotónu je daná rovnicou E = hf, kde E je energia fotónu, h je Plankova konštanta a f je frekvencia vlny. Fotóny sa považujú za balíčky energie. S vývojom relativity sa zistilo, že vlny majú aj hmotnosť. Je to tak preto, lebo vlny sa pri interakciách s hmotou chovajú ako častice. Zvyšná hmotnosť fotónu je však nulová. Keď sa fotón pohybuje rýchlosťou svetla, má relativistickú hmotnosť E / C2, kde E je energia fotónu a C je semeno svetla vo vákuu.
Čo je to Phonon?
V kondenzovaných látkach, ako sú tuhé látky a niektoré kvapaliny, vykazuje materiál elastické správanie na atómovej úrovni. Väzby medzi atómami a intermolekulárnymi väzbami sú elastické. To spôsobí, že atómy a molekuly kmitajú. Kolektívna excitácia v periodickom, elastickom usporiadaní atómov alebo molekúl v kondenzovanej hmote je známa ako fonón. Sada takýchto oscilujúcich častíc sa často nazýva kvázi častica. V kvantovej mechanike sa elektrón kmitajúci vo vnútri väzby považuje za jednorozmernú kvantovú jamku. Pretože kvázi častica je súborom takýchto elektrónov, možno ju považovať za dvojrozmerný alebo trojrozmerný kvantový systém. Fonón je špeciálny typ vibrácií v mriežke, kde každá častica kmitá s rovnakou frekvenciou. Toto je v klasickej mechanike známe ako normálny režim. To je veľmi užitočné pri použití Fourierovej vety na výpočet frekvencií ľubovoľných mriežkových pohybov z hľadiska základnej frekvencie.
Aký je rozdiel medzi Phononom a Photonom?
• Fotón je forma energie, ale fonón je režim oscilácie, ktorý sa vyskytuje v mriežkových štruktúrach.
• Fotón možno považovať za vlnu a časticu, ktoré sú fyzicky pozorovateľnými entitami. Fonón je režim vibrácií, ktorý nie je vlnou ani časticou.
