מה ההבדל בין פונון לפוטון?


תשובה 1:

הפוטון הוא הקוונטים של הקרינה האלקטרומגנטית.

הפונון הוא הקוונטום של הצליל, בדרך כלל במוצק.

לשניהם צורת גלים, שניהם הם בוזונים ושניהם בעלי אנרגיה השווה לזמני התדר שלהם קבוע של פלאנק ותנע שווה לקבוע של פלאנק מחולק באורך הגל שלהם.

פוטונים הם תמיד גלים רוחביים; פונונים הם בדרך כלל אורכיים, אך יכולים להיות גם רוחביים בכמה גבישים.


תשובה 2:

פוטונים ופונונים הם שניהם חלקיקים בוזוניים, הראשון מייצג קוונטה של ​​אור והאחרון קוונטה של ​​רטט סריג אטומי. שניהם אינם שמורים, וניתן להרוס אותם או ליצור אותם במספר תהליכים פיזיים. באופן כללי, הם אנלוגים טובים מאוד זה לזה ולעתים קרובות אני חוזר לפוטונים כשמכניסים פונטונים לקורס פיזיקה של מצב מוצק. עם זאת, ישנם כמה הבדלים:

  • פונונים קיימים רק במערכות עם אטומים לרטוט (מוצקים גבישיים הם המקרים הפשוטים ביותר). המשמעות היא שהם אינם 'חלקיקים אלמנטריים', וזה גם אומר שתנופה שלהם מוגדרת באופן ייחודי רק בזוהפוטונים של הברילואין הראשונים במרחב הפנוי יש סוג אחד של יחס פיזור (אנרגיה ותנע הם תמיד פרופורציונליים), ואילו לפונונים במוצקים גבישיים ( למשל) בדרך כלל מראים שני סוגים של פיזור (אופטיים ואקוסטיים) וכמה ענפים מכל סוג (תלוי כמה אטומים נמצאים בתא יחידה וממדיות). יחס הפיזור קובע הן 'כמה מהר חלקיק זז' וכיצד מספר החלקיקים עולה עם הטמפרטורה

ראו גם: תשובתה של איננה וישיק ל"מה הם פונונים "? האם הם קשורים לפוטונים? ואיך הם מעבירים חום?


תשובה 3:

פונון הוא ממש כמו פוטון במובן זה שהוא חלקיק שמתנהג כמו גל, למעט העובדה שפוטון נוגע לאור ופונון נוגע לגלי לחץ (ממש כמו צליל!). אתה יכול לחשוב על קבוצות פונונים כגלים דמויי אוקיינוס ​​במבנה הסריג של חומרים - משליך את האטומים קדימה ואחורה. "תפקידם" של הפונונים האלה הוא לשאת אנרגיה מחלק אחד של החומר למשנהו, כלומר שאם קצה אחד של לוחית פלדה מחובר לחשמל או לחום, האנרגיה הזו "תישא" אל השני של הצלחת כך שניתן יהיה לפזר אותה באופן שווה על ידי פונונים. מה שמעניין הוא שבגלל שהפונונים הם גלי לחץ, זה אומר שמהירות הצליל בחומר כלשהו תחשוף אם החומר הזה הוא מוליך או מבודד או לא - זה אומר אם קשה לאנרגיה לעבור דרך המערכת (מוליכים או לא) ) או שזה קשה (מבודדים)


תשובה 4:

מקס פלאנק, פיזיקאי גרמני, השתמש לראשונה ברעיון הכימות של האנרגיה שבמילים פשוטות ניתן להבין את האנרגיה המינימלית האפשרית הניתנת לספיגה או פליטה בצורה דיסקרטית או בלתי רציפה. הוא הציע כי אנרגיה תפלטה או תיספג בצורה של מנות אנרגיה שאותן כינה "פוטונים" לאנרגיית אור ו"פונונים "לאנרגיית חום.

במקרה של אנרגיית אור, ניתן לחשב את האנרגיה של כל פוטון על ידי

E = h * f

כאשר E הוא האנרגיה של פוטון יחיד

h הוא קבוע שיש לו פלאנק ערך 6.626 * 10e-34 J שניות

ו- f הוא תדר הקרינה שהפוטון שלה הוא חלק.

תודה שקראתם!