Fononas
Fizikoje fononas yra kvantuotas gardelės virpesys. Žodis kvantuotas fizikoje vartojamas norint pasakyti, kad leistinos tik tam tikros ko nors reikšmės. Ką nors, kas yra kvantuota, galima įsivaizduoti kaip laiptus; galima judėti tik nuo pakopos iki pakopos ir negalima stovėti tarp pakopų. Ką nors, kas nėra kvantuota, galima įsivaizduoti kaip rampą arba lygų nuolydį; galite judėti bet kokiu atstumu aukštyn arba žemyn. Tinklelis yra pasikartojanti arba periodinė kristalo struktūra. Kristalas sudarytas iš atomų ar molekulių tam tikru raštu. Taškai, kuriuose yra išsidėstę atomai ar molekulės, yra gardelė. Kietieji kūnai, skysčiai ir dujos gali patirti virpesius. Tai, kad virpesiai yra kvantuoti, reiškia, kad leidžiami tik tam tikri virpesių dažniai.
Intuityviai žiūrint, nėra jokios priežasties, kodėl gardelės virpesiai turėtų būti kvantuoti. Makroskopiniai arba didelio masto medžiagos virpesiai nėra kvantuoti ir gali įgyti iš esmės bet kokį dažnį. Kvantavimo ir fononų sąvokos tampa svarbios tik tada, kai nagrinėjame mažyčius medžiagą sudarančių dalelių - atomų ir molekulių - virpesius. Norint suprasti, kodėl egzistuoja fononai, reikia sudėtingos kvantinės mechanikos. Per daug nesigilinant į detales, kristalą sudarančių atomų ar molekulių sąveika analizuojama kvantine mechanika. Dėl jų išsidėstymo pagal pasikartojantį modelį, kai gaunama matematinė svyravimų dažnio išraiška, paaiškėja, kad galimos tik skirtingos kvantuotos vertės. Deja, nėra paprasto būdo tai paaiškinti.
Klausimai ir atsakymai
Klausimas: Kas yra fononas?
Atsakymas: Fononas fizikoje yra kvantuotas gardelės virpesys.
K: Ką fizikoje reiškia žodis "kvantuotas"?
A: Fizikoje žodis kvantuotas reiškia, kad leistinos tik tam tikros ko nors reikšmės.
K: Kaip galima mąstyti apie kažką, kas yra kvantuotas?
A: Ką nors, kas yra kvantuota, galima įsivaizduoti kaip laiptus; galima judėti tik nuo pakopos iki pakopos, o tarp pakopų negalima stovėti.
K: Kas yra gardelė?
A: Tinklelis yra pasikartojanti arba periodinė kristalo struktūra, sudaryta iš atomų arba molekulių, išdėstytų tam tikru raštu su taškais, kuriuose yra atomai arba molekulės.
K: Ar kietosios medžiagos, skysčiai ir dujos gali patirti virpesius?
A: Taip, kietieji kūnai, skysčiai ir dujos gali patirti virpesius.
K: Kodėl egzistuoja fononai?
A: Norint suprasti, kodėl egzistuoja fononai, reikia sudėtingos kvantinės mechanikos. Per daug nesigilinant, kristalą sudarančių atomų ar molekulių sąveika analizuojama kvantine mechanika. Dėl jų išsidėstymo pagal pasikartojantį modelį, kai gaunama matematinė svyravimų dažnio išraiška, paaiškėja, kad galimos tik skirtingos kvantuotos vertės.
