كلية التربية الاساسية / حديثة

م.م احمد كريم سمير  

قسم العلوم العامة

كلية التربية الأساسية/حديثة   -جامعة الانبار

الفونون Phonon و الفوتون  Photonهما كلمتان قريبتان للغاية ، يمكن أن يخطئا في نفس الشيء ويعتبران من المفاهيم المهمة جداً في الفيزياء ، فالفوتون هو حزمة من الطاقة والتي هي أساس ميكانيكا الكم وتمت مناقشة موضوع الفوتون في ميكانيكا الموجة في نظرية الكم. حيث لوحظ أن الأمواج لها أيضًا خصائص جسيمية و تشير نظرية الضوء الكمية إلى أن الضوء ينتقل في حزم من الأمواج كل حزمة من هذه الموجات تتصرف كجسيم، الفوتون هو جسيم الموجة و يتم إعطاء طاقة الفوتون بواسطة المعادلة E = hf ، حيث E هي طاقة الفوتون ، h هو ثابت بلانك ، وf هو تردد الموجة ، كما تعتبر الفوتونات حزمًا للطاقة ، مع تطور النسبية اكتشف أن الأمواج لها أيضًا كتلة وذلك لأن الأمواج تتصرف كجزيئات في التفاعلات مع المادة ومع ذلك فإن كتلة الفوتون هي صفر ، عندما يتحرك الفوتون بسرعة الضوء فإن له كتلة نسبية هي E/C2 حيث E هي طاقة الفوتون ، C هي سرعة الضوء. ونظرية الفوتون هي النظرية الأساسية التي تعتمد عليها معظم الفيزياء الحديثة. اما الفونون فهو عبارة عن حالة اهتزاز مكممة تحدث في الشبكات البلورية الصلبة، مثل شبكات الذرات في الأجسام الصلبة، مما يجعلها تلعب دورا كبيرا في فيزياء الجسم الصلب حيث تسهم في تحديد العديد من خواص الجسم الصلب مثل الناقلية الحرارية والناقلية الكهربائية. عمليا يمكن أن تعزى للفونونات طويلة الموجة ظاهرة نشوء الصوت ضمن الأجسام الصلبة، كما تقوم الفونونات بتشكيل الآلية الرئيسة لنقل الحرارة ضمن الأجسام التي تصنف كعوازل. فالفونونات هي تعبير كمومي لحالة خاصة من الحركة الاهتزازية، تعرف بالميكانيك الكلاسيكي بالحالات النظامية، وفيها تقوم جميع أجزاء الشبكة البلورية بالاهتزاز بنفس التردد وهو كم الطاقة للموجة الميكانيكية، أي إنه أصغر طاقة يمكن تبادلها بين منبع صوتي ووسط مادي، وهو بهذا المعنى نظير الفوتون في الأمواج الكهرومغناطيسية الذي يمثل أصغر طاقة كهرومغناطيسية تتبادلها موجة كهرومغناطيسية مع وسط مادي. وتعطى طاقة الفونون، على غرار الفوتون، بالعلاقة W=hν ولا تعتمد إلا على تردد المنبع الصوتي، وثابت التناسب h هو ثابت بلانك وقيمته: h=6.6×10-34 J.s ،واهم فرق بينهما هو يعتبر الفوتون موجة و جسيمً اما الفونون فهو لا يمثل موجة ولا جسيم.