Sự khác biệt giữa Photon và Phonon

Photon vs Phonon
 

Phonon và photon là hai từ rất gần nhau, có thể bị nhầm lẫn với cùng một thứ. Một photon là một gói năng lượng, là cơ sở của cơ học lượng tử. Một phonon là dao động tập thể của một số nguyên tử. Cả hai khái niệm này đều rất quan trọng trong vật lý. Lý thuyết photon là lý thuyết cơ bản mà hầu hết các vật lý hiện đại phụ thuộc vào. Phonon cũng là một khái niệm quan trọng trong nghiên cứu vật liệu và dao động bên trong của chúng. Trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận về phonon và photon là gì, sự giống nhau của chúng, định nghĩa của chúng, ứng dụng của phonon và photon và cuối cùng là sự khác biệt giữa photon và phonon.

Photon là gì?

Photon là một chủ đề được thảo luận trong cơ học sóng. Trong lý thuyết lượng tử, người ta quan sát thấy sóng cũng có tính chất hạt. Lý thuyết lượng tử của ánh sáng cho thấy ánh sáng truyền theo bó sóng. Mỗi gói sóng này hoạt động như một hạt. Photon là hạt của sóng. Đó là một lượng năng lượng cố định chỉ phụ thuộc vào tần số của sóng. Năng lượng của photon được cho bởi phương trình E = h f, trong đó E là năng lượng của photon, h là hằng số Plank và f là tần số của sóng. Photon được coi là gói năng lượng. Với sự phát triển của thuyết tương đối, người ta đã phát hiện ra rằng sóng cũng có khối lượng. Điều này là do sóng hoạt động như các hạt trên các tương tác với vật chất. Tuy nhiên, khối lượng còn lại của một photon bằng không. Khi một photon chuyển động với tốc độ ánh sáng, nó có khối lượng E / C tương đối tính², Trong đó E là năng lượng của photon và C là hạt ánh sáng trong chân không.

Phonon là gì?

Trong vật chất ngưng tụ như chất rắn và một số chất lỏng, vật liệu hiển thị các hành vi đàn hồi ở cấp độ nguyên tử. Liên kết giữa các nguyên tử và liên kết liên phân tử có tính đàn hồi. Điều này làm cho các nguyên tử và phân tử dao động. Sự kích thích tập thể trong sự sắp xếp định kỳ, đàn hồi của các nguyên tử hoặc phân tử trong vật chất ngưng tụ được gọi là một phonon. Một tập hợp các hạt dao động như vậy thường được gọi là một hạt gần như. Trong cơ học lượng tử, một electron dao động bên trong liên kết được coi là giếng lượng tử một chiều. Vì một hạt gần như là một tập hợp các electron như vậy, nó có thể được coi là một hệ lượng tử hai chiều hoặc ba chiều. Phonon là một loại rung động đặc biệt trong mạng trong đó mọi hạt dao động với cùng tần số. Đây được gọi là chế độ bình thường trong cơ học cổ điển. Điều này rất hữu ích trong việc sử dụng định lý Fourier để tính tần số của các chuyển động mạng tùy ý theo tần số cơ bản.