Різниця між Фотоном та Фононом

Фотон проти Фонона
 

Фонон і фотон - це два дуже близьких слова, які можна помилити одне і те ж. Фотон - це пакет енергії, який є основою квантової механіки. Фонон - це колективне коливання декількох атомів. Обидва ці поняття дуже важливі у фізиці. Теорія фотонів є основою теорії, від якої залежить більшість сучасної фізики. Фонон також є важливою концепцією при вивченні матеріалів та їх внутрішніх коливань. У цій статті ми обговоримо, що таке фонон та фотон, їх схожість, їх визначення, застосування фонону та фотона та нарешті різниця між фотоном та фононом.

Що таке фотон?

Фотон - тема, що обговорюється у хвильовій механіці. У квантовій теорії спостерігається, що хвилі також мають властивості частинок. Квантова теорія світла дозволяє припустити, що світло рухається в пучках хвиль. Кожен із цих хвильових пакетів поводиться як частинка. Фотон - частинка хвилі. Це фіксована кількість енергії залежно лише від частоти хвилі. Енергія фотона задається рівнянням E = h f, де E - енергія фотона, h - константа Планка, f - частота хвилі. Фотони розглядаються як пакети енергії. З розвитком відносності було виявлено, що хвилі також мають масу. Це тому, що хвилі поводяться як частинки при взаємодії з речовиною. Однак маса спокою фотона дорівнює нулю. Коли фотон рухається зі швидкістю світла, він має релятивістську масу E / C², де E - енергія фотона, а C - насіння світла у вакуумі.

Що таке фонон?

У конденсованих речовинах, таких як тверді речовини та деякі рідини, матеріал проявляє еластичну поведінку на рівні атома. Зв’язки між атомами та міжмолекулярними зв’язками еластичні. Це змушує атоми і молекули коливатися. Колективне збудження в періодичному, пружному розташуванні атомів або молекул у конденсованій речовині відоме як фонон. Набір таких коливальних частинок часто називають квазічастинками. У квантовій механіці електрон, коливальний всередині зв’язку, розглядається як одновимірна квантова яма. Оскільки квазічастинка - це сукупність таких електронів, її можна розглядати як двовимірну або тривимірну квантові системи. Фонон - це особливий тип вібрації в решітці, де кожна частинка коливається з однаковою частотою. Це відомо як звичайний режим в класичній механіці. Це дуже корисно при використанні теореми Фур'є для обчислення частот довільних рухів решітки з точки зору основної частоти.