Разница между фотоном и фононом

2024 Автор: Mildred Bawerman | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-16 08:42

Фотон против Фонона

Фонон и фотон - два очень близких слова, которые можно принять за одно и то же. Фотон - это пакет энергии, который является основой квантовой механики. Фонон - это коллективное колебание нескольких атомов. Обе эти концепции очень важны в физике. Теория фотонов - 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 сходства, их определения, применения фонона и фотона и, наконец, разницу между фотоном и фононом.

Что такое фотон?

Фотон - это 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 - это частица волны. Это фиксированное количество энергии, зависящее только от частоты волны. Энергия фотона дается уравнением E = hf, где E - энергия фотона, h - постоянная Планка, а f - частота волны. Фотоны считаются пакетами энергии. С развитием теории относительности было обнаружено, что волны тоже имеют массу. Это потому, что волны при взаимодействии с веществом ведут себя как частицы. Однако масса покоя фотона равна нулю. Когда фотон движется со скоростью света, он имеет релятивистскую массу E / C.², где E - энергия фотона, а C - зародыш света в вакууме.

Что такое Фонон?

В конденсированных средах, таких как твердые тела и некоторые жидкости, материал демонстрирует упругое поведение на атомарном уровне. Связи между атомами и межмолекулярные связи упругие. Это заставляет атомы и молекулы колебаться. Коллективное возбуждение в периодическом упругом расположении атомов или молекул в конденсированном веществе известно как фонон. Набор 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 двумерные или трехмерные квантовые системы. Фонон - это особый тип колебаний решетки, при котором каждая частица колеблется с одинаковой частотой. В классической механике это называется нормальным режимом. Это очень полезно при использовании теоремы Фурье для вычисления частот произвольных движений решетки в терминах основной частоты.

В чем разница между Phonon и Photon?

• Фотон - это форма энергии, а фонон - это форма колебаний, которая возникает в решетчатых структурах.

• Фотон можно рассматривать как волну и частицу, которые являются физически наблюдаемыми объектами. Фонон - это форма колебаний, которая не является ни волной, ни частицей.