声子是量子化的晶格振动,由他们的频率(ω)和晶体光子动量(k),类似于在某些方面,在其他方面和不同。
光子和声子的相似性
两者都是玻色子,这意味着任意多的粒子可以在同一个量子态中存在
两者都具有波粒二象性,在某些情况下表现为波,在另一些情况下表现为粒子。例如,晶体中晶格波的存在是通过求解波动方程得到的,但当这些晶格波相互碰撞或与其他粒子(例如电子)碰撞时,它们的行为就像粒子一样。
两者都可以相对容易地创建和销毁
光子和声子的区别
声子只存在于晶体中,它们的具体能量与动量关系取决于晶体的细节。与此同时,光子可以存在于任何地方。
光子能量和动量之间有一个关系,E=电脑=ℏkc而声子有更复杂的能量与动量的关系(也称为色散关系)和一般分成两类:光学和声学
声子动量只有在第一个布里渊区,即下面x轴的范围内才有唯一的定义。
声子和热
声子在晶体固体中传递非电磁“信息”——热和声音——是至关重要的。
U是总热力学能
对p的求和考虑了所有不同的声子分支(对于基底有p个原子的D维固体有它们的pD)
k的和加上所有动量k这是由边界条件量化的
ωk是一个声子的频率与动量k分行p基于声子的色散关系,特定的固体。