Photon vs Phonon
Фонон жана фотон эки абдан жакын сөз, аларды бир эле нерсе менен жаңылыштырса болот. Фотон - бул кванттык механиканын негизи болгон энергия пакети. Фонон - бул бир нече атомдун жамааттык термелүүсү. Бул эки түшүнүк тең физикада абдан маанилүү. Фотон теориясы - заманбап физиканын көбү көз каранды болгон негизги теория. Фонон да материалдарды жана алардын ички термелүүлөрүн изилдөөдө маанилүү түшүнүк болуп саналат. Бул макалада биз фонон менен фотон деген эмне экенин, алардын окшоштуктарын, аныктамаларын, фонон менен фотондун колдонулушун жана акырында фотон менен фонондун айырмасын талкуулайбыз.
Фотон деген эмне?
Фтон – толкун механикасында талкууланган тема. Кванттык теорияда толкундардын да бөлүкчөлүк касиеттери бар экени байкалат. Жарыктын кванттык теориясы жарыктын толкун боолорунда тарайт деп болжолдойт. Бул толкун пакеттеринин ар бири өзүн бөлүкчө катары алып жүрөт. Фотон толкундун бөлүкчөсү. Бул толкундун жыштыгына гана көз каранды энергиянын туруктуу көлөмү. Фотондун энергиясы E=h f теңдемеси менен берилет, мында E - фотондун энергиясы, h - Планк туруктуусу, f - толкундун жыштыгы. Фотондор энергия пакеттери катары каралат. Салыштырмалуулуктун өнүгүшү менен толкундардын да массасы бар экени аныкталган. Себеби, толкундар материя менен болгон өз ара аракеттенишүүдө өзүн бөлүкчөлөр сыяктуу алып жүрүшөт. Бирок фотондун калган массасы нөлгө барабар. Фотон жарыктын ылдамдыгы менен кыймылдаганда, анын E/C2 релятивисттик массасы бар, мында E – фотондун энергиясы жана C – вакуумдагы жарыктын уругу.
Фонон деген эмне?
Катуу жана кээ бир суюктуктар сыяктуу конденсацияланган заттарда материал атомдук деңгээлде ийкемдүүлүктү көрсөтөт. Атомдор менен молекулалар аралык байланыштар ийкемдүү. Бул атомдордун жана молекулалардын термелүүсүн шарттайт. Конденсацияланган заттагы атомдордун же молекулалардын мезгилдүү, серпилгичтүү тизилишиндеги жамааттык дүүлүктүрүү фонон деп аталат. Мындай термелүүчү бөлүкчөлөрдүн жыйындысы көбүнчө квазибөлүкчөлөр деп аталат. Кванттык механикада байланыштын ичинде термелүүчү электрон бир өлчөмдүү кванттык скважина катары каралат. Квази-бөлүкчө мындай электрондордун жыйындысы болгондуктан, аны эки өлчөмдүү же үч өлчөмдүү кванттык система катары кароого болот. Фонон - ар бир бөлүкчө бирдей жыштык менен термелүүчү тордогу титирөөнүн өзгөчө түрү. Бул классикалык механикада нормалдуу режим катары белгилүү. Бул фундаменталдык жыштык боюнча эркин тор кыймылдарынын жыштыктарын эсептөө үчүн Фурье теоремасын колдонууда абдан пайдалуу.
Фонон менен Фотондун айырмасы эмнеде?
• Фотон энергиянын бир түрү, бирок фонон торлуу структураларда пайда болгон термелүү режими.
• Фотонду физикалык жактан байкоого боло турган толкун жана бөлүкчө катары кароого болот. Фонон - толкун да, бөлүкчө да эмес, термелүү режими.
