Photon vs Phonon
Phonon na fotoni ni maneno mawili ya karibu sana, ambayo yanaweza kudhaniwa kuwa kitu kimoja. Photon ni pakiti ya nishati, ambayo ni msingi wa mechanics ya quantum. Phonon ni msisimko wa pamoja wa atomi kadhaa. Dhana hizi zote mbili ni muhimu sana katika fizikia. Nadharia ya Photon ndiyo nadharia ya msingi ambayo fizikia nyingi za kisasa hutegemea. Phonon pia ni dhana muhimu katika vifaa vya kusoma na oscillations yao ya ndani. Katika makala hii, tutajadili phonon na fotoni ni nini, kufanana kwao, ufafanuzi wao, matumizi ya phonon na photon na hatimaye tofauti kati ya fotoni na phonon.
Photon ni nini?
Photon ni mada inayojadiliwa katika mechanics ya wimbi. Katika nadharia ya quantum, inazingatiwa kuwa mawimbi pia yana mali ya chembe. Nadharia ya quantum ya mwanga inaonyesha kwamba mwanga husafiri katika mafungu ya mawimbi. Kila moja ya pakiti hizi za wimbi hufanya kama chembe. Photon ni chembe ya wimbi. Ni kiasi maalum cha nishati kulingana na mzunguko wa wimbi. Nishati ya photon hutolewa na equation E=h f, ambapo E ni nishati ya photon, h ni Plank mara kwa mara, na f ni mzunguko wa wimbi. Fotoni huzingatiwa kama pakiti za nishati. Pamoja na maendeleo ya uhusiano, iligunduliwa kuwa mawimbi pia yana wingi. Hii ni kwa sababu mawimbi hutenda kama chembe kwenye mwingiliano na maada. Walakini, misa iliyobaki ya fotoni ni sifuri. Fotoni inaposonga na kasi ya mwanga, huwa na wingi wa relativist wa E/C2, ambapo E ni nishati ya fotoni na C ni mbegu ya mwanga katika ombwe.
Phonon ni nini?
Katika vitu vilivyofupishwa kama vile vitu vikali na baadhi ya vimiminiko, nyenzo huonyesha mienendo nyumbufu katika kiwango cha atomiki. Vifungo kati ya atomi na vifungo vya intermolecular ni elastic. Hii husababisha atomi na molekuli kuzunguka. Msisimko wa pamoja katika mpangilio wa mara kwa mara, nyumbufu wa atomi au molekuli katika jambo lililofupishwa hujulikana kama phononi. Seti ya chembe zinazozunguka mara nyingi hujulikana kama chembe nusu. Katika mechanics ya quantum, elektroni inayozunguka ndani ya dhamana inachukuliwa kuwa kisima cha quantum moja. Kwa kuwa nusu-chembe ni mkusanyiko wa elektroni kama hizo, inaweza kuzingatiwa kama mifumo ya quantum ya pande mbili au tatu. Fononi ni aina maalum ya mtetemo kwenye kimiani ambapo kila chembe huzunguka kwa masafa sawa. Hii inajulikana kama hali ya kawaida katika mechanics ya classical. Hii ni muhimu sana katika kutumia nadharia ya Fourier kukokotoa masafa ya mienendo ya kimiani kiholela kulingana na masafa ya kimsingi.
Kuna tofauti gani kati ya Phonon na Photon?
• Fotoni ni aina ya nishati lakini phononi ni hali ya msisimko ambayo hutokea katika miundo ya kimiani.
• Fotoni inaweza kuzingatiwa kama wimbi na chembe, ambazo ni huluki zinazoonekana. Fononi ni hali ya mtetemo, ambayo si wimbi wala chembe.
