在物理学中，什么是声子(In Physics, Phonon)？

声子是在振动中发现的能量量。这些能量存在于所有振动活跃的物体中，比如石英晶体。把声子看作是波中的共振粒子。就像"光子"是光波中的量子粒子一样，声子是声波中的粒子。术语"声子"来自希腊语单词"phone"，意思是"声音或...

声子是在振动中发现的能量量。这些能量存在于所有振动活跃的物体中，比如石英晶体。把声子看作是波中的共振粒子。就像"光子"是光波中的量子粒子一样，声子是声波中的粒子。术语"声子"来自希腊语单词"phone"，意思是"声音或声音"。拿着烧杯的科学家俄罗斯物理学家伊戈尔·塔姆被认为是首次提出声子概念的人。自从这个概念在1932年被引入，这些量被整合到物理学的分支量子力学中。它们是物理学中新兴和持续研究的一部分。声子通常被归类为"准粒子"或"集体激发"，"这通常意味着它可以作为一种现象来观察，但不能作为一个单独的物理对象被提取出来。声子的行为不是独立的粒子，而是与物体内的其他声子相互作用。这种相互作用使声子群形成链或晶格结构。一个声子能够将其能量转移到链中的下一个声子。一个或一组长的晶格能以电或热的形式传递连续的能量许多热力学专家认为声子的行为是制造高效导电或绝缘材料的关键。高导电性在计算机科学和储能领域很重要，而极端绝缘对保护性材料很有用。研究仍在继续，因为一些科学家认为有用的材料可能是由于研究声子的运作和相互作用的结果，麻省理工学院（MIT）的研究人员在2010年发明了一种这样的材料麻省理工学院的专家们将几层不同的晶体材料组合成一个反射声子的图案。在实验中，这种晶体材料成功地阻止了声子的运动，并使声子向相反的方向反射或"反弹"。声子的研究可能会使声子的实际发展得到发展未来。一些通过操纵声子可能实现的发明例子包括：为宇宙飞船提供保护性热屏蔽，为寒冷的环境提供卓越的绝缘性，以及便携式设备的能量收集器。成功的操作可能会带来科学突破，类似于20世纪下半叶晶体管等固态电子产品的快速发展。

发表于 2020-09-18 02:36
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分类：科学教育

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