119,4 тыс подписчиков
⚗ Из чего состоит звук? Наверное...Просто из звука? Но нет, это слишком просто. Когда смотришь на "зоопарк" квазичастиц, то кажется, что буквально для каждого явления природы должны были придумать свою собственную частичку. Наверное и для звука такая есть? Конечно! Существует квазичастица фонон. Не путаем с фотоном. И не пропускаем слово "квази".
🌫 Для тех, кто хоть немного вникал в физику звука, она может показаться вполне знакомой. Но её реальный смысл гораздо более интересный и широкий, нежели просто попытка проквантовать звуковую волну.
✅ Фонон представляет собой квант колебательного движения атомов кристалла. Изначально фонон представлял собой некоторую условную единицу с которой работал квантовый микрофон. Так назвали лабораторную установку, которая должна была помочь изучить истинное устройство звуковой волны. На тот момент предполагалось, что фонон вмещает в себя некоторое количество вихревой энергии. Позже уже один из отечественных ученых распространил это понимание на всю физику твёрдого тела.
В кристалле рассматривать колебание каждого отдельного атома очень сложно. Потребуются невероятные системы уравнений, которые объединят колебания каждого из атомов тела. Поэтому, колебания атомов просто заменяются распространением в веществе системы звуковых волн, которые условно состоят из фононов. Такой подход позволяет значительно упростить вычисления, но не нарушить суть - ведь есть фонон или нет, а количество энергии, передаваемое звуком и вызывающее колебания вполне можно учесть.
Кстати, взаимодействие фононов с электронами играют фундаментальную роль в современных представлениях о физике сверхпроводников, процессах теплопроводности и процессах рассеяния в твердых телах. Фонон в итоге можно представить как некоторый смерч, вмещающий определенное количество энергии. Ну а при взаимодействии этого смерча с окружением происходят разные процессы. Смерчей может быть много 😊
1 минута
21 октября 2022
3912 читали