Photon vs. Phonon
Phonon ja photon ovat kaksi hyvin läheistä sanaa, jotka voidaan erehtyä samaksi. Foton 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. Phonon on myös tärkeä käsite materiaalien ja niiden sisäisten värähtelyjen tutkimisessa. Tässä artikkelissa aiomme keskustella, mitä fononi ja fotoni ovat, niiden samankaltaisuudet, niiden määritelmät, fononin ja fotonin sovellukset ja lopuksi fotonin ja fononin välinen ero.
Mikä on Photon?
Photon on aihe, josta keskustellaan aaltomekaniikassa. Kvanttiteoriassa havaitaan, että aalloilla on myös hiukkasominaisuuksia. Valon kvanttiteoria viittaa siihen, että valo kulkee aaltopaketteina. Jokainen näistä aaltopaketeista käyttäytyy hiukkasina. Fotoni on aallon hiukkanen. Se on kiinteä energiamäärä, joka riippuu vain aallon taajuudesta. Fotonin energia saadaan yhtälöstä E = hf, jossa E on fotonin energia, h on Plank-vakio ja f on aallon taajuus. Fotonia pidetään energiapaketteina. Suhteellisuustason 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, sillä on relativistinen massa E / C2, jossa E on fotonin energia ja C on valon siemen tyhjiössä.
Mikä on Phonon?
Tiivistetyssä aineessa, kuten kiinteät aineet ja jotkut nesteet, materiaali näyttää elastista käyttäytymistä atomitasolla. Atomien ja molekyylien väliset sidokset ovat joustavia. Tämä aiheuttaa atomien ja molekyylien värähtelyn. Kollektiivinen herätys atomien tai molekyylien jaksoittaisessa, elastisessa järjestelyssä tiivistyneessä aineessa tunnetaan phononina. Joukkoa sellaisia värähteleviä hiukkasia kutsutaan usein näennäishiukkasiksi. Kvanttimekaniikassa sidoksen sisällä värähtelevää elektronia pidetään yksiulotteisena kvanttikaivona. Koska näennäishiukkanen on kokoelma tällaisia elektroneja, sitä voidaan pitää kaksi- tai kolmiulotteisena kvanttijärjestelmänä. Phonon on erityinen värähtelytyyppi hilassa, jossa jokainen hiukkanen värähtelee samalla taajuudella. Tätä kutsutaan normaalitilaksi klassisessa mekaniikassa. Tämä on erittäin hyödyllistä Fourier-lauseen avulla mielivaltaisten ristikkoliikkeiden taajuuksien laskemisessa perustaajuuden suhteen.
Mitä eroa on Phononilla ja Photonilla?
• Fotoni on energiamuoto, mutta fononi on värähtelytapa, joka esiintyy ristikkorakenteissa.
• Fotonia voidaan pitää aallona ja hiukkasena, jotka ovat fyysisesti havaittavia kokonaisuuksia. Phonon on värähtelytila, joka ei ole aalto eikä hiukkanen.
