Foton versus Phonon
Fonon en foton zijn twee zeer nauwe woorden, die voor hetzelfde kunnen worden aangezien. Een foton is een pakket energie, dat de basis vormt van de kwantummechanica. Een fonon is de collectieve oscillatie van verschillende atomen. Beide concepten zijn erg belangrijk in de natuurkunde. Fotontheorie is de onderliggende theorie waarvan de meeste moderne fysica afhankelijk is. Phonon is ook een belangrijk concept bij het bestuderen van materialen en hun interne trillingen. In dit artikel gaan we bespreken wat fonon en foton zijn, hun overeenkomsten, hun definities, toepassingen van fonon en foton en tot slot het verschil tussen foton en fonon.
Wat is foton?
Foton is een onderwerp dat wordt besproken in golfmechanica. In de kwantumtheorie wordt opgemerkt dat golven ook deeltjeseigenschappen hebben. De kwantumtheorie van licht suggereert dat licht reist in bundels golven. Elk van deze golfpakketten gedraagt zich als een deeltje. Het foton is het deeltje van de golf. Het is een vaste hoeveelheid energie die alleen afhankelijk is van de frequentie van de golf. De energie van het foton wordt gegeven door de vergelijking E = hf, waarbij E de energie van het foton is, h de Plankconstante en f de frequentie van de golf. Fotonen worden beschouwd als pakketjes energie. Met de ontwikkeling van de relativiteitstheorie werd ontdekt dat golven ook een massa hebben. Dit komt doordat golven zich gedragen als deeltjes bij interacties met materie. De restmassa van een foton is echter nul. Wanneer een foton met de lichtsnelheid beweegt, heeft het een relativistische massa van E / C2, waar E de energie van het foton is en C het zaadje van licht in een vacuüm.
Wat is Phonon?
In gecondenseerde materie, zoals vaste stoffen en sommige vloeistoffen, vertoont het materiaal elastisch gedrag op atomair niveau. De bindingen tussen atomen en intermoleculaire bindingen zijn elastisch. Hierdoor gaan de atomen en moleculen oscilleren. De collectieve excitatie in een periodieke, elastische rangschikking van atomen of moleculen in gecondenseerde materie staat bekend als een fonon. Een set van dergelijke oscillerende deeltjes wordt vaak een quasi-deeltje genoemd. In de kwantummechanica wordt een elektron dat in een binding oscilleert, beschouwd als een eendimensionale kwantumbron. Omdat een quasi-deeltje een verzameling van dergelijke elektronen is, kan het worden beschouwd als een tweedimensionaal of driedimensionaal kwantumsysteem. Een fonon is een speciaal type trilling in het rooster waarbij elk deeltje met dezelfde frequentie oscilleert. Dit staat bekend als de normale modus in de klassieke mechanica. Dit is erg handig bij het gebruik van de Fourier-stelling om de frequenties van willekeurige roosterbewegingen te berekenen in termen van de grondfrequentie.
Wat is het verschil tussen Phonon en Photon?
• Een foton is een vorm van energie, maar het fonon is een oscillatiemodus die optreedt in roosterstructuren.
• Een foton kan worden beschouwd als een golf en een deeltje, wat fysiek waarneembare entiteiten zijn. Een fonon is een vibratiemodus, die noch een golf, noch een deeltje is.
