Photon vs Phonon
Fonon a foton jsou dvě velmi blízká slova, která lze zaměnit za stejnou věc. Foton je balíček energie, který je základem kvantové mechaniky. Fonon je kolektivní oscilace několika atomů. Oba tyto pojmy jsou ve fyzice velmi důležité. Fotonová teorie je základní teorií, na které je závislá většina moderní fyziky. Phonon je také důležitým konceptem při studiu materiálů a jejich vnitřních oscilací. V tomto článku se budeme zabývat tím, co jsou fonon a foton, jejich podobnosti, jejich definice, aplikace fononu a fotonu a nakonec rozdíl mezi fotony a fonony.
Co je Photon?
Foton je téma diskutované ve vlnové mechanice. V kvantové teorii je pozorováno, že vlny mají také vlastnosti částic. Kvantová teorie světla naznačuje, že světlo cestuje ve svazcích vln. Každý z těchto vlnových paketů se chová jako částice. Foton je částice vlny. Jde o pevné množství energie závislé pouze na frekvenci vlny. Energie fotonu je dána rovnicí E = hf, kde E je energie fotonu, h je Plankova konstanta a f je frekvence vlny. Fotony jsou považovány za balíčky energie. S rozvojem relativity bylo zjištěno, že vlny mají také hmotnost. Je to proto, že vlny se při interakcích s hmotou chovají jako částice. Zbytek hmoty fotonu je však nulový. Když se foton pohybuje rychlostí světla, má relativistickou hmotnost E / C2, kde E je energie fotonu a C je semeno světla ve vakuu.
Co je Phonon?
V kondenzovaných látkách, jako jsou pevné látky a některé kapaliny, vykazuje materiál elastické chování na atomové úrovni. Vazby mezi atomy a mezimolekulárními vazbami jsou elastické. To způsobí, že atomy a molekuly oscilují. Kolektivní excitace v periodickém, elastickém uspořádání atomů nebo molekul v kondenzované hmotě je známá jako fonon. Sada takových oscilačních částic se často označuje jako kvazi-částice. V kvantové mechanice je elektron kmitající uvnitř vazby považován za jednorozměrnou kvantovou jímku. Jelikož kvazi-částice je souborem těchto elektronů, lze ji považovat za dvourozměrný nebo trojrozměrný kvantový systém. Fonon je speciální typ vibrací v mřížce, kde každá částice kmitá se stejnou frekvencí. Toto je v klasické mechanice známé jako normální režim. To je velmi užitečné při použití Fourierovy věty k výpočtu frekvencí libovolných mřížkových pohybů z hlediska základní frekvence.
Jaký je rozdíl mezi Phonon a Photon?
• Foton je forma energie, ale fonon je režim oscilace, ke kterému dochází v mřížových strukturách.
• Foton lze považovat za vlnu a částice, které jsou fyzicky pozorovatelnými entitami. Fonon je způsob vibrací, který není ani vlnou, ani částečkou.
