Photon vs Phonon
Phonon og foton er to meget tætte ord, som kan forveksles med det samme. En foton er en energipakke, som er grundlaget for kvantemekanikken. En fonon er den kollektive oscillation af flere atomer. Begge disse begreber er meget vigtige i fysik. Fotonteori er den underliggende teori, som det meste af den moderne fysik er afhængig af. Phonon er også et vigtigt begreb i at studere materialer og deres indre svingninger. I denne artikel skal vi diskutere, hvad fonon og foton er, deres ligheder, deres definitioner, anvendelser af fonon og foton og endelig forskellen mellem foton og fonon.
Hvad er Photon?
Foto er et emne, der diskuteres i bølgemekanik. I kvanteteorien observeres det, at bølger også har partikelegenskaber. Kvanteteorien om lys antyder, at lys rejser i bundter af bølger. Hver af disse bølgepakker opfører sig som en partikel. Fotonen er bølgens partikel. Det er en fast mængde energi, der kun afhænger af bølgens frekvens. Fotonens energi er givet ved ligningen E=h f, hvor E er fotonens energi, h er Plankekonstanten, og f er bølgens frekvens. Fotoner betragtes som energipakker. Med udviklingen af relativitetsteorien blev det opdaget, at bølger også har en masse. Dette skyldes, at bølger opfører sig som partikler ved interaktioner med stof. Imidlertid er hvilemassen af en foton nul. Når en foton bevæger sig med lysets hastighed, har den en relativistisk masse på E/C2, hvor E er fotonens energi, og C er kimen til lys i et vakuum.
Hvad er Phonon?
I kondenseret stof, såsom faste stoffer og nogle væsker, udviser materialet elastisk adfærd på atomniveau. Bindingerne mellem atomer og intermolekylære bindinger er elastiske. Dette får atomerne og molekylerne til at oscillere. Den kollektive excitation i et periodisk, elastisk arrangement af atomer eller molekyler i kondenseret stof er kendt som en fonon. Et sæt af sådanne oscillerende partikler omtales ofte som en kvasipartikel. I kvantemekanik betragtes en elektron, der oscillerer inde i en binding, som en endimensionel kvantebrønd. Da en kvasipartikel er en samling af sådanne elektroner, kan den betragtes som et todimensionelt eller tredimensionelt kvantesystem. En fonon er en speciel type vibration i gitteret, hvor hver partikel svinger med samme frekvens. Dette er kendt som den normale tilstand i klassisk mekanik. Dette er meget nyttigt til at bruge Fourier-sætningen til at beregne frekvenserne af vilkårlige gitterbevægelser i form af den grundlæggende frekvens.
Hvad er forskellen mellem Phonon og Photon?
• En foton er en form for energi, men fononen er en oscillationsmåde, der forekommer i gitterstrukturer.
• En foton kan betragtes som en bølge og en partikel, som er fysisk observerbare enheder. En fonon er en vibrationsmåde, som hverken er en bølge eller en partikel.
