Fonón
Vo fyzike je fonón kvantovaná vibrácia mriežky. Slovo kvantovaný sa vo fyzike používa na označenie toho, že sú povolené len určité hodnoty. Niečo, čo je kvantované, si možno predstaviť ako schody; môžete sa pohybovať len zo schodu na schod a nemôžete stáť medzi schodmi. Niečo, čo nie je kvantované, si možno predstaviť ako rampu alebo plynulý sklon; môžete sa pohybovať na ľubovoľnú vzdialenosť hore alebo dole. Mriežka je opakujúca sa alebo periodická štruktúra kryštálu. Kryštál sa skladá z atómov alebo molekúl v určitom vzorci. Body na vzore, v ktorých sa nachádzajú atómy alebo molekuly, je mriežka. V pevných látkach, kvapalinách a plynoch sa môžu vyskytovať vibrácie. Kvantovanie vibrácií znamená, že sú povolené len určité frekvencie vibrácií.
Z intuitívneho hľadiska neexistuje dôvod, aby boli vibrácie mriežky kvantované. Makroskopické alebo veľkorozmerné vibrácie materiálu nie sú kvantované a môžu nadobúdať v podstate akúkoľvek frekvenciu. Koncept kvantovania a fonónov sa stáva dôležitým až vtedy, keď uvažujeme o drobných vibráciách častíc, ktoré tvoria materiál - atómy a molekuly. Aby sme pochopili, prečo fonóny existujú, je potrebná zložitá kvantová mechanika. Bez toho, aby sme zachádzali do prílišných podrobností, interakcie medzi jednotlivými atómami alebo molekulami kryštálu sa analyzujú kvantovo mechanicky. Vzhľadom na ich usporiadanie do vzorca, ktorý sa opakuje, keď sa dospeje k matematickému vyjadreniu frekvencie kmitania, zistí sa, že sú povolené len rôzne kvantované hodnoty. Žiaľ, neexistuje jednoduchý spôsob, ako to vysvetliť.
Otázky a odpovede
Otázka: Čo je to foném?
Odpoveď: Fonón je vo fyzike kvantovaná mriežková vibrácia.
Otázka: Čo znamená slovo "kvantovaný" vo fyzike?
Odpoveď: Vo fyzike slovo kvantovaný znamená, že sú povolené len určité hodnoty niečoho.
Otázka: Ako možno uvažovať o niečom, čo je kvantované?
Odpoveď: Niečo, čo je kvantované, si možno predstaviť ako schody; môžete sa pohybovať len zo schodu na schod a nemôžete stáť medzi schodmi.
Otázka: Čo je to mriežka?
Odpoveď: Mriežka je opakujúca sa alebo periodická štruktúra kryštálu, ktorú tvoria atómy alebo molekuly v určitom vzore s bodmi na vzore, v ktorých sa atómy alebo molekuly nachádzajú.
Otázka: Môžu pevné látky, kvapaliny a plyny pociťovať vibrácie?
Odpoveď: Áno, pevné látky, kvapaliny a plyny môžu mať vibrácie.
Otázka: Prečo existujú fonóny?
Odpoveď: Aby sme pochopili, prečo fonóny existujú, je potrebná zložitá kvantová mechanika. Bez toho, aby sme zachádzali do prílišných podrobností, interakcie medzi atómami alebo molekulami, ktoré tvoria kryštál, sa analyzujú kvantovo mechanicky. Vzhľadom na ich usporiadanie do vzorca, ktorý sa opakuje, keď sa dospeje k matematickému vyjadreniu frekvencie kmitania, zistí sa, že sú povolené len rôzne kvantované hodnoty.
