Fonon
W fizyce telefon to kwantowa wibracja sieciowa. Słowo kwantowane jest używane w fizyce, aby oznaczać, że tylko pewne wartości czegoś są dozwolone. Coś, co jest kwantowane może być pomyślane jako schody; można tylko przechodzić od kroku do kroku i nie można stać pomiędzy krokami. Coś, co nie jest kwantyfikowane może być pomyślane jako pochylnia lub gładkie pochylenie; można poruszać się na dowolną odległość w górę lub w dół. Siatka to powtarzająca się lub okresowa struktura kryształu. Kryształ składa się z atomów lub molekuł w określonym wzorze. Punktami na wzorze, w których znajdują się atomy lub molekuły, jest siatka. Ciała stałe, ciecze i gazy mogą powodować wibracje. Wibracje kwantowane oznaczają, że dopuszczalne są tylko pewne częstotliwości drgań.
Intuicyjnie, nie ma powodu do kwantyfikacji drgań kraty. Makroskopijne lub wielkoskalowe drgania materiału nie są kwantyfikowane i mogą przyjmować zasadniczo dowolną częstotliwość. Dopiero gdy weźmiemy pod uwagę maleńkie wibracje cząstek, które składają się na materiał-atomy i cząsteczki, pojęcie kwantyzacji i fononów staje się ważne. Aby zrozumieć, dlaczego istnieją fonony, potrzebna jest skomplikowana mechanika kwantowa. Nie zagłębiając się w zbyt wiele szczegółów, oddziaływania pomiędzy atomami lub molekułami składowymi kryształu są analizowane w sposób mechaniki kwantowej. Ze względu na ich ułożenie we wzorze, który powtarza się, gdy przychodzi się do matematycznego wyrażenia częstotliwości oscylacji, stwierdza się, że istnieją tylko odrębne wartości kwantowe dozwolone. Nie ma niestety prostego sposobu, aby to wyjaśnić.
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest fonon?
O: Fon to skwantowane drgania kratowe w fizyce.
P: Co oznacza słowo "skwantowany" w fizyce?
A: W fizyce słowo skwantowany oznacza, że dozwolone są tylko pewne wartości czegoś.
P: Jak można myśleć o czymś, co jest skwantowane?
O: O czymś, co jest skwantowane, można myśleć jak o schodach; można poruszać się tylko od stopnia do stopnia i nie można stawać pomiędzy stopniami.
P: Co to jest siatka?
O: Sieć to powtarzająca się lub okresowa struktura kryształu, składająca się z atomów lub cząsteczek ułożonych w pewien wzór z punktami na wzorze, w których znajdują się atomy lub cząsteczki.
P: Czy wszystkie ciała stałe, ciecze i gazy mogą doświadczać drgań?
O: Tak, ciała stałe, ciecze i gazy mogą doświadczać drgań.
P: Dlaczego istnieją fonony?
O: Aby zrozumieć, dlaczego istnieją fonony, potrzebna jest skomplikowana mechanika kwantowa. Nie wdając się w zbytnie szczegóły, oddziaływania pomiędzy atomami lub cząsteczkami składowymi kryształu są analizowane w sposób kwantowo-mechaniczny. Ponieważ atomy te są ułożone w powtarzający się wzór, gdy dochodzi się do matematycznego wyrażenia częstotliwości oscylacji, okazuje się, że istnieją tylko różne wartości kwantowe.
