โฟตอนกับโฟนอน
โฟนอนและโฟตอนเป็นคำสองคำที่ใกล้เคียงกันมาก ซึ่งสามารถเข้าใจผิดว่าเป็นคำเดียวกันได้ โฟตอนเป็นแพ็กเก็ตของพลังงาน ซึ่งเป็นฐานของกลศาสตร์ควอนตัม โฟนอนคือการสั่นโดยรวมของอะตอมหลายตัว แนวคิดทั้งสองนี้มีความสำคัญมากในวิชาฟิสิกส์ ทฤษฎีโฟตอนเป็นทฤษฎีพื้นฐานที่ฟิสิกส์สมัยใหม่ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับ โฟนอนยังเป็นแนวคิดที่สำคัญในการศึกษาวัสดุและการแกว่งภายใน ในบทความนี้ เราจะพูดถึงว่าโฟตอนและโฟตอนคืออะไร ความคล้ายคลึง คำจำกัดความ การใช้โฟตอนและโฟตอน และสุดท้ายคือความแตกต่างระหว่างโฟตอนและโฟตอน
โฟตอนคืออะไร
โฟตอนเป็นหัวข้อที่กล่าวถึงในกลศาสตร์คลื่น ในทฤษฎีควอนตัม สังเกตได้ว่าคลื่นมีคุณสมบัติของอนุภาคด้วย ทฤษฎีควอนตัมของแสงแสดงให้เห็นว่าแสงเดินทางเป็นกลุ่มคลื่น แพ็กเก็ตคลื่นแต่ละแพ็กเก็ตเหล่านี้ทำงานเป็นอนุภาค โฟตอนเป็นอนุภาคของคลื่น เป็นพลังงานจำนวนคงที่ขึ้นอยู่กับความถี่ของคลื่นเท่านั้น พลังงานของโฟตอนถูกกำหนดโดยสมการ E=h f โดยที่ E คือพลังงานของโฟตอน h คือค่าคงที่ Plank และ f คือความถี่ของคลื่น โฟตอนถือเป็นแพ็คเก็ตของพลังงาน ด้วยการพัฒนาของสัมพัทธภาพ พบว่าคลื่นก็มีมวลเช่นกัน เนื่องจากคลื่นทำหน้าที่เป็นอนุภาคในการโต้ตอบกับสสาร อย่างไรก็ตามมวลที่เหลือของโฟตอนเป็นศูนย์ เมื่อโฟตอนเคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสง จะมีมวลสัมพัทธภาพเท่ากับ E/C2 โดยที่ E คือพลังงานของโฟตอนและ C คือเมล็ดของแสงในสุญญากาศ
โฟนอนคืออะไร
ในวัตถุควบแน่น เช่น ของแข็งและของเหลวบางชนิด วัสดุจะแสดงพฤติกรรมยืดหยุ่นในระดับอะตอม พันธะระหว่างอะตอมและพันธะระหว่างโมเลกุลมีความยืดหยุ่น ทำให้อะตอมและโมเลกุลสั่น การกระตุ้นร่วมในการจัดเรียงอะตอมหรือโมเลกุลที่ยืดหยุ่นเป็นระยะในสสารควบแน่นเรียกว่าโฟนอน ชุดของอนุภาคสั่นดังกล่าวมักจะเรียกว่าอนุภาคกึ่ง ในกลศาสตร์ควอนตัม การสั่นของอิเล็กตรอนภายในพันธะถือเป็นบ่อควอนตัมแบบหนึ่งมิติ เนื่องจากอนุภาคกึ่งหนึ่งเป็นกลุ่มของอิเล็กตรอนดังกล่าว จึงถือได้ว่าเป็นระบบควอนตัมสองมิติหรือสามมิติ โฟนอนเป็นการสั่นสะเทือนแบบพิเศษในโครงตาข่ายที่อนุภาคทุกตัวสั่นด้วยความถี่เดียวกัน นี้เรียกว่าโหมดปกติในกลศาสตร์คลาสสิก สิ่งนี้มีประโยชน์มากในการใช้ทฤษฎีบทฟูริเยร์ในการคำนวณความถี่ของการเคลื่อนที่แลตทิซตามอำเภอใจในแง่ของความถี่พื้นฐาน
โฟนอนกับโฟตอนต่างกันอย่างไร
• โฟตอนเป็นรูปแบบของพลังงาน แต่โฟตอนเป็นรูปแบบของการสั่นที่เกิดขึ้นในโครงสร้างขัดแตะ
• โฟตอนถือได้ว่าเป็นคลื่นและอนุภาค ซึ่งเป็นสิ่งที่สังเกตได้ทางกายภาพ โฟนอนคือโหมดการสั่นสะเทือนซึ่งไม่ใช่คลื่นหรืออนุภาค