Photon vs Phonon
Phonon ja fotoni ovat kaksi hyvin läheistä sanaa, jotka voidaan sekoittaa samaan asiaan. Fotoni on energiapaketti, joka on kvanttimekaniikan perusta. Fononi on useiden atomien kollektiivinen värähtely. Molemmat käsitteet ovat erittäin tärkeitä fysiikassa. Fotoniteoria on taustalla oleva teoria, josta suurin osa nykyaikaisesta fysiikasta on riippuvainen. Fonon on myös tärkeä käsite tutkittaessa materiaaleja ja niiden sisäisiä värähtelyjä. Tässä artikkelissa aiomme keskustella siitä, mitä fononi ja fotoni ovat, niiden yhtäläisyyksiä, määritelmiä, fononin ja fotonin sovelluksia ja lopuksi eroa fotonin ja fononin välillä.
Mikä on Photon?
Photon on aihe, josta keskustellaan a altomekaniikassa. Kvanttiteoriassa havaitaan, että aalloilla on myös hiukkasominaisuuksia. Valon kvanttiteoria ehdottaa, että valo kulkee a altokimppuina. Jokainen näistä a altopaketeista käyttäytyy hiukkasena. Fotoni on aallon hiukkanen. Se on kiinteä energiamäärä, joka riippuu vain aallon taajuudesta. Fotonin energia saadaan yhtälöstä E=h f, jossa E on fotonin energia, h on Plankin vakio ja f on aallon taajuus. Fotoneja pidetään energiapaketteina. Suhteellisuusteorian kehittyessä havaittiin, että aalloilla on myös massa. Tämä johtuu siitä, että aallot käyttäytyvät hiukkasina vuorovaikutuksessa aineen kanssa. Fotonin lepomassa on kuitenkin nolla. Kun fotoni liikkuu valon nopeudella, sen relativistinen massa on E/C2, missä E on fotonin energia ja C on valon siemen tyhjiössä.
Mikä on Phonon?
Tiivisissä aineissa, kuten kiinteissä aineissa ja joissakin nesteissä, materiaalilla on elastisia käyttäytymismalleja atomitasolla. Atomien väliset sidokset ja molekyylien väliset sidokset ovat elastisia. Tämä saa atomien ja molekyylien värähtelemään. Kollektiivinen viritys atomien tai molekyylien jaksollisessa, elastisessa järjestelyssä kondensoituneessa aineessa tunnetaan fononina. Tällaisten värähtelevien hiukkasten joukkoa kutsutaan usein kvasihiukkasiksi. Kvanttimekaniikassa sidoksen sisällä värähtelevää elektronia pidetään yksiulotteisena kvanttikuivona. Koska kvasihiukkanen on kokoelma tällaisia elektroneja, sitä voidaan pitää kaksiulotteisena tai kolmiulotteisena kvanttijärjestelmänä. Fononi on erityinen värähtelytyyppi hilassa, jossa jokainen hiukkanen värähtelee samalla taajuudella. Klassisessa mekaniikassa tätä kutsutaan normaalitilaksi. Tämä on erittäin hyödyllistä käytettäessä Fourier-lausetta mieliv altaisten hilan liikkeiden taajuuksien laskemiseen perustaajuuden suhteen.
Mitä eroa on Phononilla ja Photonilla?
• Fotoni on energiamuoto, mutta fononi on hilarakenteissa esiintyvä värähtelymuoto.
• Fotonia voidaan pitää a altona ja hiukkasena, jotka ovat fyysisesti havaittavia kokonaisuuksia. Fononi on värähtelymuoto, joka ei ole a alto eikä hiukkanen.
