Фонон

Във физиката фононът е квантувана вибрация на решетката. Думата "квантуван" се използва във физиката, за да означава, че се допускат само определени стойности на нещо. Нещо, което е квантувано, може да се представи като стълбище; можете да се движите само от стъпало на стъпало и не можете да заставате между стъпалата. Нещо, което не е квантувано, може да се представи като рампа или плавен наклон; можете да се движите на произволно разстояние нагоре или надолу. Решетката е повтарящата се или периодична структура на кристала. Кристалът е съставен от атоми или молекули в определен модел. Точките на модела, в които са разположени атомите или молекулите, са решетката. Твърдите тела, течностите и газовете могат да изпитват вибрации. Това, че вибрациите са квантувани, означава, че са позволени само определени честоти на вибрациите.

Интуитивно погледнато, няма причина вибрациите на решетката да бъдат квантувани. Макроскопичните или широкомащабните вибрации на даден материал не са квантувани и могат да придобият по същество всякаква честота. Концепцията за квантуване и фонони става важна само когато разглеждаме малките вибрации на частиците, които изграждат материала - атоми и молекули. За да се разбере защо съществуват фонони, е необходима сложна квантова механика. Без да навлизаме в подробности, взаимодействията между съставящите кристала атоми или молекули се анализират квантовомеханично. Поради подреждането им в модел, който се повтаря, когато се стигне до математически израз за честотата на трептене, се установява, че са допустими само отделни квантови стойности. За съжаление няма прост начин да се обясни това.

Въпроси и отговори

Въпрос: Какво представлява фононът?

В: Какво означава думата "квантуван" във физиката?

В: Как може да се мисли за нещо, което е квантувано?

В: Какво е решетка?

В: Могат ли твърдите тела, течностите и газовете да изпитват вибрации?

В: Защо съществуват фонони?

Търсене по буква