Photon vs. Phonon
Fonon a foton jsou dvě velmi blízká slova, která lze zaměnit za totéž. 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. Fonon je také důležitým pojmem při studiu materiálů a jejich vnitřních oscilací. V tomto článku budeme diskutovat o tom, co jsou fonon a foton, jejich podobnosti, jejich definice, aplikace fononu a fotonu a nakonec rozdíl mezi fotonem a fononem.
Co je Photon?
Foto je téma diskutované ve vlnové mechanice. V kvantové teorii je pozorováno, že vlny mají také vlastnosti částic. Kvantová teorie světla naznačuje, že světlo se šíří 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=h f, kde E je energie fotonu, h je Plankova konstanta a f je frekvence vlny. Fotony jsou považovány za balíčky energie. S rozvojem relativity se zjistilo, že i vlny mají hmotnost. Je to proto, že vlny se při interakcích s hmotou chovají jako částice. Klidová hmotnost fotonu je však nulová. Když se foton pohybuje rychlostí světla, má relativistickou hmotnost E/C2, kde E je energie fotonu a C je zárodek světla ve vakuu.
Co je Phonon?
V kondenzované hmotě, jako jsou pevné látky a některé kapaliny, materiál vykazuje elastické chování na atomární úrovni. Vazby mezi atomy a mezimolekulární vazby jsou elastické. To způsobí, že atomy a molekuly oscilují. Kolektivní excitace v periodickém, elastickém uspořádání atomů nebo molekul v kondenzované hmotě jsou známé jako fonon. Soubor takových oscilujících částic je často označován jako kvazičástice. V kvantové mechanice je elektron oscilující uvnitř vazby považován za jednorozměrnou kvantovou studnu. Protože kvazičástice je souborem takových 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 známé jako normální režim v klasické mechanice. To je velmi užitečné při použití Fourierovy věty k výpočtu frekvencí libovolných pohybů mřížky z hlediska základní frekvence.
Jaký je rozdíl mezi Phononem a Photonem?
• Foton je forma energie, ale fonon je způsob oscilace, který se vyskytuje v mřížkových strukturách.
• Foton lze považovat za vlnu a částici, což jsou fyzikálně pozorovatelné entity. Fonon je způsob vibrace, který není ani vlna, ani částice.
