Photon vs Phonon
A fonon és a foton két nagyon közeli szó, amelyek összetéveszthetők ugyanazzal a dologgal. A foton egy energiacsomag, amely a kvantummechanika alapja. A fonon több atom együttes rezgése. Mindkét fogalom nagyon fontos a fizikában. A fotonelmélet az az elmélet, amelyen a modern fizika nagy része függ. A fonon az anyagok és belső rezgéseik tanulmányozásában is fontos fogalom. Ebben a cikkben megvitatjuk, mi a fonon és a foton, hasonlóságukat, definícióikat, a fonon és a foton alkalmazásait, és végül a foton és a fonon közötti különbséget.
Mi az a foton?
A foton a hullámmechanikában tárgy alt téma. A kvantumelméletben megfigyelhető, hogy a hullámoknak is vannak részecsketulajdonságai. A fény kvantumelmélete azt sugallja, hogy a fény hullámkötegekben halad. Ezen hullámcsomagok mindegyike részecskeként viselkedik. A foton a hullám részecskéje. Ez egy meghatározott mennyiségű energia, amely csak a hullám frekvenciájától függ. A foton energiáját az E=h f egyenlet adja meg, ahol E a foton energiája, h a Plank állandó, f pedig a hullám frekvenciája. A fotonokat energiacsomagoknak tekintik. A relativitáselmélet fejlődésével kiderült, hogy a hullámoknak is van tömegük. Ennek az az oka, hogy a hullámok az anyaggal való kölcsönhatás során részecskékként viselkednek. A foton nyugalmi tömege azonban nulla. Amikor egy foton fénysebességgel mozog, relativisztikus tömege E/C2, ahol E a foton energiája, C pedig a fénymag vákuumban.
Mi az a Phonon?
A kondenzált anyagokban, például szilárd anyagokban és egyes folyadékokban az anyag atomi szinten rugalmas viselkedést mutat. Az atomok és az intermolekuláris kötések közötti kötések rugalmasak. Ez az atomok és molekulák oszcillációját okozza. A kondenzált anyagban lévő atomok vagy molekulák periodikus, rugalmas elrendezésében létrejövő kollektív gerjesztést fononnak nevezik. Az ilyen oszcilláló részecskék halmazát gyakran kvázi részecskének nevezik. A kvantummechanikában egy kötésben rezgő elektront egydimenziós kvantumkútnak tekintenek. Mivel a kvázirészecske ilyen elektronok gyűjteménye, kétdimenziós vagy háromdimenziós kvantumrendszernek tekinthető. A fonon egy speciális rezgéstípus a rácsban, ahol minden részecske azonos frekvenciával oszcillál. Ezt a klasszikus mechanikában normál üzemmódnak nevezik. Ez nagyon hasznos, ha a Fourier-tételt használjuk a tetszőleges rácsmozgások frekvenciáinak az alapfrekvencia szempontjából történő kiszámításához.
Mi a különbség a Phonon és a Photon között?
• A foton az energia egyik formája, de a fonon a rácsszerkezetekben előforduló rezgésmód.
• A foton hullámnak és részecskének tekinthető, amelyek fizikailag megfigyelhető entitások. A fonon egy rezgésmód, amely sem nem hullám, sem nem részecske.
