Photon vs Phonon
Phonon en foton zijn twee zeer nauwe woorden, die voor hetzelfde kunnen worden aangezien. Een foton is een pakket energie, dat de basis vormt van de kwantummechanica. Een fonon is de collectieve trilling van verschillende atomen. Beide concepten zijn erg belangrijk in de natuurkunde. Fotonentheorie is de onderliggende theorie waarvan het grootste deel van de moderne natuurkunde afhankelijk is. Phonon is ook een belangrijk concept bij het bestuderen van materialen en hun interne oscillaties. In dit artikel gaan we bespreken wat fonon en foton zijn, hun overeenkomsten, hun definities, toepassingen van fonon en foton en tot slot het verschil tussen foton en fonon.
Wat is Photon?
Photon is een onderwerp dat wordt besproken in golfmechanica. In de kwantumtheorie wordt waargenomen dat golven ook deeltjeseigenschappen hebben. De kwantumtheorie van licht suggereert dat licht zich in bundels golven voortplant. Elk van deze golfpakketten gedraagt zich als een deeltje. Het foton is het deeltje van de golf. Het is een vaste hoeveelheid energie die alleen afhankelijk is van de frequentie van de golf. De energie van het foton wordt gegeven door de vergelijking E=h f, waarbij E de energie van het foton is, h de constante van de plank en f de frequentie van de golf is. Fotonen worden beschouwd als energiepakketten. Met de ontwikkeling van de relativiteitstheorie werd ontdekt dat golven ook een massa hebben. Dit komt omdat golven zich gedragen als deeltjes bij interacties met materie. De rustmassa van een foton is echter nul. Wanneer een foton met de lichtsnelheid beweegt, heeft het een relativistische massa van E/C2, waarbij E de energie van het foton is en C het zaad van licht in een vacuüm.
Wat is Phonon?
In gecondenseerde materie, zoals vaste stoffen en sommige vloeistoffen, vertoont het materiaal elastisch gedrag op atomair niveau. De bindingen tussen atomen en intermoleculaire bindingen zijn elastisch. Hierdoor gaan de atomen en moleculen oscilleren. De collectieve excitatie in een periodieke, elastische rangschikking van atomen of moleculen in gecondenseerde materie staat bekend als een fonon. Een reeks van dergelijke oscillerende deeltjes wordt vaak een quasi-deeltje genoemd. In de kwantummechanica wordt een elektron dat oscilleert in een binding beschouwd als een eendimensionale kwantumbron. Aangezien een quasi-deeltje een verzameling van dergelijke elektronen is, kan het worden beschouwd als een tweedimensionaal of driedimensionaal kwantumsysteem. Een fonon is een speciaal soort trilling in het rooster waar elk deeltje met dezelfde frequentie oscilleert. Dit staat bekend als de normale modus in de klassieke mechanica. Dit is erg handig bij het gebruik van de Fourier-stelling om de frequenties van willekeurige roosterbewegingen te berekenen in termen van de grondfrequentie.
Wat is het verschil tussen Phonon en Photon?
• Een foton is een vorm van energie, maar de fonon is een trillingsmodus die voorkomt in roosterstructuren.
• Een foton kan worden beschouwd als een golf en een deeltje, die fysiek waarneembare entiteiten zijn. Een fonon is een trillingsmodus, die noch een golf noch een deeltje is.
