Fonon
În fizică, un fonon este o vibrație cuantificată a rețelei. Cuvântul cuantificat este utilizat în fizică pentru a însemna că sunt permise doar anumite valori ale unui lucru. Ceva care este cuantificat poate fi gândit ca niște scări; te poți deplasa doar de la o treaptă la alta și nu poți sta între trepte. Ceva care nu este cuantificat poate fi gândit ca o rampă sau o înclinare lină; te poți deplasa pe orice distanță în sus sau în jos. O rețea este structura repetitivă sau periodică a unui cristal. Un cristal este alcătuit din atomi sau molecule într-un anumit model. Punctele de pe model în care sunt localizați atomii sau moleculele reprezintă rețeaua. Solidele, lichidele și gazele pot experimenta vibrații. Faptul că o vibrație este cuantificată înseamnă că sunt permise doar anumite frecvențe de vibrații.
Intuitiv, nu există niciun motiv pentru ca vibrațiile rețelei să fie cuantificate. Vibrațiile macroscopice sau la scară largă ale unui material nu sunt cuantificate și pot avea, în esență, orice frecvență. Doar atunci când luăm în considerare vibrațiile minuscule ale particulelor care alcătuiesc un material - atomi și molecule - conceptul de cuantificare și fononi devine important. Pentru a înțelege de ce există fononi, este nevoie de o mecanică cuantică complicată. Fără a intra prea mult în detalii, interacțiunile dintre atomii sau moleculele constitutive ale unui cristal sunt analizate prin mecanica cuantică. Din cauza dispunerii lor într-un tipar care se repetă, atunci când se ajunge la o expresie matematică pentru frecvența de oscilație, se constată că nu sunt permise decât valori cuantificate distincte. Din păcate, nu există o modalitate simplă de a explica acest lucru.
Întrebări și răspunsuri
Î: Ce este un fonon?
R: Un fonon este o vibrație cuantificată a rețelei în fizică.
Î: Ce înseamnă cuvântul "cuantificat" în fizică?
R: În fizică, cuvântul cuantificat înseamnă că sunt permise doar anumite valori ale unui lucru.
Î: Cum poate fi gândit ceva care este cuantificat?
R: Ceva care este cuantificat poate fi gândit ca niște scări; te poți deplasa doar de la o treaptă la alta și nu poți sta între trepte.
Î: Ce este o rețea?
R: O rețea este structura repetitivă sau periodică a unui cristal, alcătuită din atomi sau molecule într-un anumit model, cu puncte pe model în care se află atomii sau moleculele.
Î: Solidele, lichidele și gazele pot experimenta vibrații?
R: Da, solidele, lichidele și gazele pot experimenta vibrații.
Î: De ce există fononi?
R: Pentru a înțelege de ce există fononi, este nevoie de o mecanică cuantică complicată. Fără a intra prea mult în detalii, interacțiunile dintre atomii sau moleculele constitutive ale unui cristal sunt analizate prin mecanică cuantică. Din cauza dispunerii lor într-un tipar care se repetă, atunci când se ajunge la o expresie matematică pentru frecvența de oscilație, se constată că nu sunt permise decât valori cuantice distincte.
