光子对应于光,声子对应于声音吗?

2023-05-02 来源:飞速影视
大家都知道光子代表着光,无论是肉眼可见的光还是不可见的电磁波,光子就是电磁波的量子描述。物质时刻都在运动之中,所有物体通过其原子振动和电子运动对外释放能量,它们以电磁波的形式表现出来,于是我们周围的空间到处都充满了看不见的电磁波和看得见的光,这些能量的每一份就是一个光子。
那么什么是声子?声子与声音有什么关系?声子可以像光子那样在空气中或太空中传播吗?是不是寂静无声就代表着没有声子的运动?今天我们就谈谈这些问题。

光子对应于光,声子对应于声音吗?


什么是声子?
声子是基本振动运动在量子力学上的描述。它指的是在固体或某些液体中原子或分子的晶格集体激发,并以单一频率均匀振动。
但是如果你将声子理解为一个上下振动的小乒乓球,就犯了错,因为其实并不存在声子这个东西,它是准粒子。意思是说,声子是物理学家们为了研究和计算的方便而设计出来的“粒子”,声子是晶格振动运动的量子态,它不是真正的粒子。
对于经典物理学来说,声子指的是一种振动正常模式,任何晶格振动都可以被认为是这些基本振动正常模式的叠加。振动是波,声子又被定义为粒子,于是声子便与光子一样具有了波粒二象性。
我们来做一个小结:声子是一种基本振动运动模式,它是一种准粒子,它具有波粒二象性。但单一的粒子振动不能产生声子,声子是一群联结在一起的原子或分子(晶格)集体激发,以单一频率的均匀振动。

光子对应于光,声子对应于声音吗?


声子振动的模型
光作为一种电磁波,它拥有波长与频率,频率越低的电磁波波长越长。声子也一样,理论上声子的振动波长可以达到宇宙的宽度,在一定的波长下,声子的振动可以产生声音,声子以晶格振动传递其能量,但声子没有物理动量,它被赋予准动量。
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