الفوتون مقابل فونون
الفونون والفوتون كلمتان متقاربتان للغاية ، ويمكن الخلط بينهما لشيء واحد. الفوتون عبارة عن حزمة من الطاقة ، والتي هي أساس ميكانيكا الكم. الفونون هو التذبذب الجماعي للعديد من الذرات. كلا هذين المفهومين مهمان للغاية في الفيزياء. نظرية الفوتون هي النظرية الأساسية التي تعتمد عليها معظم الفيزياء الحديثة. يعد الفونون أيضًا مفهومًا مهمًا في دراسة المواد وتذبذباتها الداخلية. في هذه المقالة ، سنناقش ماهية الفونون والفوتون ، وأوجه التشابه بينهما ، وتعريفاتهما ، وتطبيقات الفونون والفوتون ، وأخيرًا الفرق بين الفوتون والفونون.
ما هو الفوتون؟
الفوتون هو موضوع نوقش في ميكانيكا الموجة. في نظرية الكم ، لوحظ أن للموجات أيضًا خصائص جسيمية. تقترح النظرية الكمومية للضوء أن الضوء ينتقل في حزم من الموجات. كل من هذه الحزم الموجية تتصرف كجسيم. الفوتون هو جسيم الموجة. إنها كمية ثابتة من الطاقة تعتمد فقط على تردد الموجة. يتم الحصول على طاقة الفوتون من خلال المعادلة E=h f ، حيث E هي طاقة الفوتون ، و h ثابت بلانك ، و f هو تردد الموجة. تعتبر الفوتونات حزم طاقة. مع تطور النسبية ، تم اكتشاف أن الموجات لها كتلة أيضًا. وذلك لأن الموجات تتصرف كجسيمات عند تفاعلها مع المادة. ومع ذلك ، فإن الكتلة الباقية للفوتون هي صفر. عندما يتحرك الفوتون بسرعة الضوء ، يكون له كتلة نسبية من E / C2، حيث E هي طاقة الفوتون و C هي بذرة الضوء في الفراغ.
ما هو Phonon؟
في المادة المكثفة مثل المواد الصلبة وبعض السوائل ، تعرض المادة سلوكيات مرنة في المستوى الذري. الروابط بين الذرات والروابط الجزيئية مرنة. هذا يتسبب في تأرجح الذرات والجزيئات. تُعرف الإثارة الجماعية في الترتيب الدوري المرن للذرات أو الجزيئات في المادة المكثفة باسم الفونون. غالبًا ما يشار إلى مجموعة من هذه الجسيمات المتذبذبة على أنها شبه جسيم. في ميكانيكا الكم ، يُعتبر الإلكترون المتذبذب داخل السندات بئر كمي أحادي البعد. نظرًا لأن شبه الجسيم عبارة عن مجموعة من هذه الإلكترونات ، فيمكن اعتباره أنظمة كمومية ثنائية الأبعاد أو ثلاثية الأبعاد. الفونون هو نوع خاص من الاهتزازات في الشبكة حيث يتذبذب كل جسيم بنفس التردد. يُعرف هذا باسم الوضع العادي في الميكانيكا الكلاسيكية. هذا مفيد جدًا في استخدام نظرية فورييه لحساب ترددات حركات الشبكة التعسفية من حيث التردد الأساسي.
ما الفرق بين الفونون والفوتون؟
• الفوتون هو شكل من أشكال الطاقة ولكن الفونون هو وضع تذبذب يحدث في الهياكل الشبكية.
• يمكن اعتبار الفوتون كموجة وجسيم ، وهما كيانان يمكن ملاحظتهما فيزيائيًا. الفونون هو نمط من الاهتزاز ، وهو ليس موجة ولا جسيم.
