ფოტონი vs ფონონი
ფონონი და ფოტონი ორი ძალიან ახლო სიტყვაა, რომლებიც შეიძლება შეცდომით ერთსა და იმავეს მივიჩნიოთ. ფოტონი არის ენერგიის პაკეტი, რომელიც არის კვანტური მექანიკის საფუძველი. ფონონი არის რამდენიმე ატომის კოლექტიური რხევა. ორივე ეს კონცეფცია ძალიან მნიშვნელოვანია ფიზიკაში. ფოტონების თეორია არის ძირითადი თეორია, რომელზედაც დამოკიდებულია თანამედროვე ფიზიკის უმეტესობა. ფონონი ასევე მნიშვნელოვანი ცნებაა მასალების და მათი შიდა რხევების შესწავლაში. ამ სტატიაში ჩვენ განვიხილავთ რა არის ფონონი და ფოტონი, მათი მსგავსება, მათი განმარტებები, ფონონისა და ფოტონის გამოყენება და ბოლოს განსხვავება ფოტონსა და ფონონს შორის.
რა არის ფოტონი?
ფოტონი არის თემა, რომელიც განიხილება ტალღურ მექანიკაში. კვანტურ თეორიაში შეინიშნება, რომ ტალღებს ასევე აქვთ ნაწილაკების თვისებები. სინათლის კვანტური თეორია ვარაუდობს, რომ სინათლე ტალღების შეკვრაში მოძრაობს. თითოეული ეს ტალღური პაკეტი იქცევა როგორც ნაწილაკი. ფოტონი არის ტალღის ნაწილაკი. ეს არის ენერგიის ფიქსირებული რაოდენობა, რომელიც დამოკიდებულია მხოლოდ ტალღის სიხშირეზე. ფოტონის ენერგია მოცემულია განტოლებით E=h f, სადაც E არის ფოტონის ენერგია, h არის პლანკის მუდმივა და f არის ტალღის სიხშირე. ფოტონები განიხილება როგორც ენერგიის პაკეტები. ფარდობითობის განვითარებასთან ერთად გაირკვა, რომ ტალღებსაც აქვს მასა. ეს იმიტომ ხდება, რომ ტალღები ნაწილაკებად იქცევიან მატერიასთან ურთიერთქმედებისას. თუმცა, ფოტონის დანარჩენი მასა ნულის ტოლია. როდესაც ფოტონი მოძრაობს სინათლის სიჩქარით, მას აქვს რელატივისტური მასა E/C2, სადაც E არის ფოტონის ენერგია და C არის სინათლის თესლი ვაკუუმში.
რა არის ფონონი?
შედედებულ მატერიაში, როგორიცაა მყარი და ზოგიერთი სითხე, მასალა აჩვენებს ელასტიურ ქცევას ატომურ დონეზე. ატომებსა და ინტერმოლეკულურ ბმებს შორის ელასტიურია. ეს იწვევს ატომებისა და მოლეკულების რხევას. კოლექტიური აგზნება ატომების ან მოლეკულების პერიოდულ, ელასტიურ განლაგებაში შედედებულ მატერიაში ცნობილია როგორც ფონონი. ასეთი რხევადი ნაწილაკების ერთობლიობას ხშირად უწოდებენ კვაზინაწილაკს. კვანტურ მექანიკაში ბმის შიგნით რხევადი ელექტრონი განიხილება, როგორც ერთგანზომილებიანი კვანტური ჭა. ვინაიდან კვაზინაწილაკი არის ასეთი ელექტრონების კრებული, ის შეიძლება ჩაითვალოს ორგანზომილებიან ან სამგანზომილებიან კვანტურ სისტემად. ფონონი არის ვიბრაციის სპეციალური სახეობა გისოსში, სადაც ყველა ნაწილაკი რხევა იმავე სიხშირით. ეს ცნობილია როგორც ნორმალური რეჟიმი კლასიკურ მექანიკაში. ეს ძალზე სასარგებლოა ფურიეს თეორემის გამოყენებისას, გისოსების თვითნებური მოძრაობების სიხშირეების გამოსათვლელად ფუნდამენტური სიხშირის მიხედვით.
რა განსხვავებაა ფონონსა და ფოტონს შორის?
• ფოტონი არის ენერგიის ფორმა, მაგრამ ფონონი არის რხევის რეჟიმი, რომელიც ხდება გისოსურ სტრუქტურებში.
• ფოტონი შეიძლება ჩაითვალოს როგორც ტალღა და ნაწილაკი, რომლებიც ფიზიკურად დაკვირვებადი ერთეულებია. ფონონი არის ვიბრაციის რეჟიმი, რომელიც არც ტალღაა და არც ნაწილაკი.
