ФОНОНЫ И ФОТОНЫ

Если энергия переносится не полем, а частицами (электронами, фононами, фотонами и др.), то вводят следующие характеристики. [c.320]

Все электронные переходы, в том числе и переходы на локальные уровни типа 5 и 3—4 сопровождаются электронно-фонон-ным взаимодействием, в результате которого часть электронной энергии превращается в вибрационную энергию, т. е. в теплоту, нагревающую твердое тело выше первоначальной температуры, а часть излучается в виде квантов сниженной частоты, по сравнению с частотой поглощаемого излучения Поэтому, когда ширина запрещенной зоны не слишком сильно превосходит 3,1 эВ, т. е. энергию фотонов самого коротковолнового видимого света, полоса электромагнитного излучения данного вещества может находиться в области спектра видимого излучения. При более значительной ширине запрещенной зоны может иметь место испускание только ультрафиолетового излучения. [c.122]

Поступательное перемещение молекул жидкости вносит определенный вклад в теплопроводность. Однако основным фактором, определяющим теплопроводность жидкости, является процесс распространения упругих волн, порожденных тепловыми колебаниями молекул. Эти волны имитируются фононами (по аналогии с фотонами — квантами электромагнитных волн). Исходя из кинетической теории теплопроводность для жидкостей можно выразить формулой [c.9]

В основе поглощения световых квантов твердым телом лежат два механизма. Во-первых, энергия фотона может быть израсходована на то, чтобы увеличить энергию электрона. Это взаимодействие фотонов с электронами определяется структурой энергетического спектра электронов в твердом теле. Во-вторых, фотоны могут возбудить колебания решетки, т. е. взаимодействовать с фононами. Эти процессы дают информацию о характере химической связи в кристалле, об эффективных зарядах атомов и о характерных частотах колебаний решетки. [c.179]

Время жизни носителей. Время жизни т — время, характеризующее экспоненциальный спад неравновесной концентрации носителей в результате их рекомбинации. Существуют следующие механизмы рекомбинации излучательный (энергия рекомбинирующей пары электрон — дырка излучается в виде фотона), фонон-ный (энергия пары передается решетке), ударный (энергия пары передается третьей частице). [c.341]

Однако существующие данные не позволяют исключить возможность образования пар электрон — положительная дырка. Опыты, на которых основывалось предыдущее рассуждение, проводились при низких температурах (—183°), но при более высоких температурах экситоны могут в результате взаимодействия с фононами диссоциировать на пары электрон — положительная дырка. Кроме того, если даже экситоны возникают при поглощении фотонов с частотами, соответствующими длинноволновому краю полосы собственного поглощения, то всегда существует вероятность того, что фото ны, соответствующие более коротким длинам волн, будут образовывать пары электронов и положительных дырок в первичном акте поглощения [59]. Такие пары должны также возникать, возможно, одновременно с экситонами при прохождении быстрых частиц через кристаллы галогенидов серебра. Их возникновением объясняются импульсы тока в кристаллических счетчиках [66, 67], а также следы на ядерных фотопластинках. [c.422]

Первый —фонон —представляет собой квант поля, колебаний кристаллической решетки. Энергия колебаний в кристаллической решетке квантована, как и энергия электронов в атоме. Поэтому колебательная энергия может изменяться только дискретно. Термин фонон возник по аналогии с термином фотон — квантом электромагнитного поля. Каждое данное вещество имеет характерное для него 3 [c.67]

Таким образом, в центре зоны акустическая мода колебаний соответствует смещению всей цепи, тогда как для оптической моды две частицы в элементарной ячейке движутся в противоположных направлениях, так что центр масс каждой ячейки остается неподвижным. Центр зоны Бриллюэна особенно важен при исследовании взаимодействия излучения с кристаллом. Рассмотрим, например, возможные возбужденные состояния оптической колебательной моды кристалла, возникающие при поглощении инфракрасного излучения, при условии, что процесс поглощения разрешен с точки зрения симметрии. Конечно, закон сохранения энергии требует, чтобы поглощаемый фотон и соответствующее колебание имели одинаковую частоту. Более того, в этом процессе должен сохраняться момент количества движения. Колебательные кванты решетки (фононы) ведут себя так, как будто они обладают моментом количества движения Лк, где к — размер первой зоны Бриллюэна, —п/2а к я/2а (такое представление справедливо для большинства практических применений). Таким образом, необходимо, чтобы выполнялось условие [c.366]

Здесь и — энергии возбуждения и рассеяния соответственно, Ех и Ег — энергии фононов, кг и к — волновые векторы фотонов, к и кг — волновые векторы фононов, п = — 1), [c.435]

Рис. 8. Направление распространения и поляризация падающих и рассеянных фотонов, а также направление распространения и поляризация фононов — измеряемая величина — квадрат компоненты тензора КР.

Квант звуковой энергии аналогично кванту световой энергии фотону называется фононом. [c.453]

В неподвижной среде процессы переноса могут трактоваться как макроскопические, являющиеся результатом статистического усреднения большого числа непрерывно происходя щих микроскопических событий, в которых участвуют определенные элементы среды. Такими элементами могут быть молекулы, ионы, атомы, электроны, фононы или фотоны. Событиями обычно являются столкновения элементов, обусловленные их непрерывным хаотическим движением, происходящим в соответствии с принципом микроскопической обратимости. Феноменологические законы переноса теплоты, массы и импульса были установлены Фурье (теплопроводность), Фиком (диффузия) и Ньютоном (вязкое трение). Эти законы справедливы в том случае, когда выполняются следующие два условия [c.70]

Взаимодействие света с флуктуационными движениями среды приводит к нелинейному эффекту — модуляции световой волны, что эквивалентно появлению в спектре рассеянного света излучения новых частот. Это явление можно трактовать как неупругое рассеяние фотонов. Рассмотрение взаимодействия фотон-фонон (квант гиперакусти-ческого поля) приводит к известной формуле цля частоты линий триплета Мандельштама-Бриллюена [c.9]

При проведении исследований сначала находят эксперим. зависимости С и а от V. Затем, исходя из той или иной модели релаксац. процесса, рассчитывают теоретич. зависимости и сравнивают их с экспериментальными. Наиб, часто релаксац. процесс описывают с помощью представлений об элементарных хим. р-циях. В терминах элементарных р-ций могут быть описаны любые резкие изменения состояния системы, приводящие к разрыву или образованию хим. связей, конформац. превращениям, поглощению или испусканию фононов или фотонов и т.д. В наиб, простых случаях зависимости а и С от са описьшаются ур-ниями [c.80]

Таким образом, все многообразие ситуаций электронных взаимодействий, иаиример в актах сорбции и катализа, элементарных актах рекомбинации заряда на меж-фазовых или межмолекуляриых границах, сопровождающихся химическими превращениями, фонон- или фотон-электронные взаимодействия, встречающиеся в реальных моделях и схемах непосредственного преобразования энергии, ряд проблем оптимизации устройств систем к физических моделей преобразования информации и другие не могут описываться теоретически прогнозируемыми решениями. [c.73]

Бриллюэновс- Неупругое рассеяние 0,1-8 ГГц кое рассеяние фотонов на фононах [c.425]

Индуцирован- Неупругое рассеяние ное бриллюэ- фотонов на фононах новское рас- при использовании сеяние высокой оптической [c.426]

Скорости ультразвука можно определять с помощью рассеяния Бриллюэна [18]. Неупругое рассеяние фотонов на тепловых фононах в жидкости дает сдвиг по частоте оптических линий (стоксовские и антистоксовские линии), отстоящих отрэлеевской линии (упругое рассеяние) на частоту фононов. Классическая интерпретация бриллюэ-новского рассеяния основывается на дифракции света на тепловых акустических волнах. Так как дифракодонная решетка перемещается, частота света получает доплеровский сдвиг, который численно соответствует частоте фононов, ответственных за рассеяние при определенном оптическом угле. Скорость акустической волны связана с частотой фононов / и частотой фотонов V выражением [c.430]

Если каждой микрочастице отвечает определенная волна, то, согласно теории де Бройля, каждой волне, в свою очередь, должна быть присуща некоторая частица. Примером может служить фотон. Для ряда волновых процессов соответствующие им частицы экспериментально не обнаружены. Однако их введение в науку оказалось очень полезным. Подобные частицы получили название квазичастиц [лат. quasi (квази) — якобы]. Укажем на некоторые из них магноны (квазичастицы магнитного поля), фононы (квазичастицы звуковых волн), гравитоны (квазичастицы гравитационных волн) и др. Понятие квазичастицы относительно. Например, фотон в земных условиях — квазичастица. В то же время фотон, как обычная частица проявляет себя Б световом давлении, отклоняется от прямолинейности движения в гравитационном поле Солнца. В макрокосмосе обнаружены тела, в ядрах которых при температуре порядка миллиардов градусов как бы бушуют фотоны. При этом они могут развить такое огромное внутреннее давление, которое приведет небесное тело к катастрофическому взрыву, сопровождающемуся яркой вспышкой, по своей интенсивности превосходящей светимое Солнце в сотни тысяч раз. Дифракционные и интерференционные картины получены также для протонов, нейтронов, [c.7]

Колебания отдельной структурной единицы кристаллической решетки не могут быть локализованы в пределах, непосредственно примыкающих к этой частице, а, напротив, изменение положения одной частицы вызывает искажение в характере колебаний соседних с ней частиц, и таким образом наблюдаются взаимосвязанные суммарные колебания всех частиц. Энергия подобного рода колебаний, имеющих акустическую частоту, как, например, в случае колебаний электронов, квантована. Квант йгак (Уак—частота рассмотренных колебаний) по аналогии с фотоном Ьх света) назван фононом, т. е. если мы говорим о взаимодействии электрона с фононом, то подразумеваем колебательно-электронное взаимодействие в кристалле. По мере увеличения температуры увеличиваются количество и энергия фононов. [c.57]

В квантовой теории полей прежде всего отказываются от предложенной Борном и Гейзенбергом интерпретации произведения волновой функции Шредингера гр как вероятности местонахождения частицы и возвращаются к первоначальной интерпретации де Бройля и Шредингера, согласно которой волновая функция системы многих частиц является функцией, описывающей трехмерное классическое поле. Такое поле подвергается квантованию подобно тому, как в квантовой электродинамике квантуется классическое электромагнитное поле . Также как при квантовании электромагнитных полей, мы приходим к понятию фотона — характеристической частицы таких полей, при квантовании колебательного поля твердого тела вводится понятие фонона. В современной физике твердого тела фононы заняли центральное место, принадлежавшее ранее колебаниям решетки. Фононы аналогичны фотонам и частицам Бозе. Согласно квантовой теории полей, каждой частоте и спектра колебаний решетки твердого тела соответствуют фононы с энергией А(о. Таким образом, [c.117]