Ֆոտոն ընդդեմ Ֆոնոնի
Ֆոնոնը և ֆոտոնը երկու շատ մոտ բառեր են, որոնք կարելի է շփոթել նույն բանի հետ: Ֆոտոնը էներգիայի փաթեթ է, որը քվանտային մեխանիկայի հիմքն է։ Ֆոնոնը մի քանի ատոմների կոլեկտիվ տատանումն է։ Այս երկու հասկացությունները շատ կարևոր են ֆիզիկայում: Ֆոտոնների տեսությունը հիմքում ընկած տեսությունն է, որից կախված է ժամանակակից ֆիզիկայի մեծ մասը: Ֆոնոնը նաև կարևոր հասկացություն է նյութերի և դրանց ներքին տատանումների ուսումնասիրության մեջ։ Այս հոդվածում մենք պատրաստվում ենք քննարկել, թե ինչ են ֆոնոնը և ֆոտոնը, դրանց նմանությունները, դրանց սահմանումները, ֆոնոնի և ֆոտոնի կիրառությունները և վերջապես ֆոտոնի և ֆոնոնի տարբերությունը:
Ի՞նչ է Ֆոտոնը:
Ֆոտոնը ալիքային մեխանիկայում քննարկվող թեմա է: Քվանտային տեսության մեջ նկատվում է, որ ալիքներն ունեն նաև մասնիկների հատկություններ։ Լույսի քվանտային տեսությունը ենթադրում է, որ լույսը շարժվում է ալիքների փաթեթներով: Այս ալիքային փաթեթներից յուրաքանչյուրն իրեն պահում է որպես մասնիկ: Ֆոտոնը ալիքի մասնիկն է։ Դա էներգիայի ֆիքսված քանակություն է՝ կախված միայն ալիքի հաճախականությունից։ Ֆոտոնի էներգիան տրվում է E=h f հավասարմամբ, որտեղ E-ն ֆոտոնի էներգիան է, h-ը Պլանկի հաստատունն է, f-ը ալիքի հաճախականությունն է։ Ֆոտոնները համարվում են էներգիայի փաթեթներ։ Հարաբերականության զարգացման հետ մեկտեղ պարզվեց, որ ալիքները նույնպես զանգված ունեն։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ ալիքները նյութի հետ փոխազդեցության ժամանակ իրենց պահում են որպես մասնիկներ: Այնուամենայնիվ, ֆոտոնի մնացած զանգվածը զրո է։ Երբ ֆոտոնը շարժվում է լույսի արագությամբ, այն ունի E/C2 հարաբերական զանգված, որտեղ E-ն ֆոտոնի էներգիան է, իսկ C-ն՝ լույսի սերմը վակուումում:
Ինչ է Phonon?
Խտացրած նյութերում, ինչպիսիք են պինդ մարմինները և որոշ հեղուկներ, նյութը դրսևորում է առաձգական վարքագիծ ատոմային մակարդակում: Ատոմների և միջմոլեկուլային կապերի միջև կապերը առաձգական են: Սա հանգեցնում է ատոմների և մոլեկուլների տատանումների: Խտացրած նյութում ատոմների կամ մոլեկուլների պարբերական, առաձգական դասավորության կոլեկտիվ գրգռումը հայտնի է որպես ֆոնոն: Նման տատանվող մասնիկների մի շարք հաճախ անվանում են քվազիմասնիկ: Քվանտային մեխանիկայի մեջ կապի ներսում տատանվող էլեկտրոնը համարվում է միաչափ քվանտային հորատանցք։ Քանի որ քվազիմասնիկը նման էլեկտրոնների հավաքածու է, այն կարելի է համարել որպես երկչափ կամ եռաչափ քվանտային համակարգեր։ Ֆոնոնը թրթռման հատուկ տեսակ է ցանցում, որտեղ յուրաքանչյուր մասնիկ տատանվում է նույն հաճախականությամբ: Սա դասական մեխանիկայի մեջ հայտնի է որպես նորմալ ռեժիմ: Սա շատ օգտակար է Ֆուրիեի թեորեմի կիրառման համար ցանցի կամայական շարժումների հաճախականությունները հիմնարար հաճախականության առումով հաշվարկելու համար:
Ո՞րն է տարբերությունը Ֆոնոնի և Ֆոտոնի միջև:
• Ֆոտոնը էներգիայի ձև է, բայց ֆոնոնը տատանման եղանակ է, որը տեղի է ունենում ցանցային կառուցվածքներում:
• Ֆոտոնը կարելի է համարել որպես ալիք և մասնիկ, որոնք ֆիզիկապես դիտելի միավորներ են: Ֆոնոնը թրթռման ռեժիմ է, որը ոչ ալիք է, ոչ էլ մասնիկ:
