Fonon
Ve fyzice je fonon kvantovaná mřížková vibrace. Slovo kvantovaný se ve fyzice používá ve významu, že jsou přípustné pouze určité hodnoty. Něco, co je kvantované, si lze představit jako schody; můžete přecházet pouze ze schodu na schod a nemůžete stát mezi schody. Něco, co není kvantované, si můžeme představit jako rampu nebo plynulý sklon; můžete se pohybovat o libovolnou vzdálenost nahoru nebo dolů. Mřížka je opakující se nebo periodická struktura krystalu. Krystal je tvořen atomy nebo molekulami v určitém vzorci. Body na vzoru, v nichž se atomy nebo molekuly nacházejí, jsou mřížka. V pevných látkách, kapalinách a plynech mohou vznikat vibrace. Kvantování vibrací znamená, že jsou povoleny pouze určité frekvence vibrací.
Z intuitivního hlediska není důvod, aby byly mřížkové vibrace kvantovány. Makroskopické nebo velkorozměrové vibrace materiálu nejsou kvantizované a mohou nabývat v podstatě libovolné frekvence. Pojem kvantování a fonony se stává důležitým teprve tehdy, když uvažujeme o drobných vibracích částic, které tvoří materiál - atomů a molekul. Abychom pochopili, proč fonony existují, je zapotřebí složitá kvantová mechanika. Aniž bychom zacházeli do přílišných podrobností, interakce mezi atomy nebo molekulami tvořícími krystal se analyzují kvantově mechanicky. Vzhledem k jejich uspořádání do vzoru, který se opakuje, když se dospěje k matematickému vyjádření frekvence kmitání, zjistí se, že jsou přípustné pouze různé kvantované hodnoty. To bohužel nelze jednoduše vysvětlit.
Otázky a odpovědi
Otázka: Co je to foném?
Odpověď: Fonon je ve fyzice kvantizovaná mřížková vibrace.
Otázka: Co ve fyzice znamená slovo "kvantovaný"?
Odpověď: Ve fyzice slovo "kvantovaný" znamená, že jsou přípustné jen určité hodnoty něčeho.
Otázka: Jak lze uvažovat o něčem, co je kvantované?
Odpověď: Něco, co je kvantované, si lze představit jako schody; můžete přecházet pouze ze schodu na schod a nemůžete stát mezi schody.
Otázka: Co je to mřížka?
Odpověď: Mřížka je opakující se nebo periodická struktura krystalu, tvořená atomy nebo molekulami v určitém obrazci s body na obrazci, v nichž se atomy nebo molekuly nacházejí.
Otázka: Mohou pevné látky, kapaliny a plyny vykazovat vibrace?
Odpověď: Ano, pevné látky, kapaliny i plyny mohou vibrovat.
Otázka: Proč existují fonony?
Odpověď: Abychom pochopili, proč fonony existují, je zapotřebí složitá kvantová mechanika. Aniž bychom zacházeli do přílišných podrobností, interakce mezi jednotlivými atomy nebo molekulami krystalu se analyzují kvantově mechanicky. Vzhledem k jejich uspořádání do vzoru, který se opakuje, když dojdeme k matematickému vyjádření frekvence kmitání, zjistíme, že jsou přípustné pouze různé kvantované hodnoty.
