什么是声子？

什么是声子？

声子就是“晶格振动的简正模能量月关秋尼花路配半胜半批量子。”英文是phonon。

　在固体物理学的概念中，结晶态固体中的原子或分子是按一定的规律排列在晶格上的。在晶体中，原菜获许钟子间有相互作用，原子并非是静止的，它们总是围还妈质延黄劳底系专压绕着其平衡位置在作不断的振动。另一方面，这来自些原子又通过其间的相互作用力而连系在一起，即它们各自的振动不是彼此独立的。原子之间的相互作用力一般可以很好地近似为弹性力。形象地讲，若把原子比作小球的话，整个晶体犹如由许多规则排列的小球构成，而小球之间又彼此由弹簧连接起来一载坚铁免孩属再镇阶讨般，从而每个原子的振动都要牵动周围的原子，使振动以弹性波的形式在晶体中传播。这种振动在理论上可以认360问答为是一系列基本的振动（即简正振动）的叠加。当原子振动的振幅与原子间距的比值很小时（这球呀左认料月浓严在一般情况下总是固体中在定量上高度正确的原子运动图象），如果我们在原子振动的势能展开式中只取到平方项的话（这即所谓的简谐近似），那么，这些组成晶体中弹性波的各个基本的简正振动就是彼此独立的。换句话说，每一种简正振动模式实际上就是一种具有特定的频率ν、波长λ和一定传播方向的弹性波，整个系统也就相当于由一万林映慢军系列相互独立的谐振子构成。在经典理论中，这些谐振子的能量将是连续的，但按照量子力学，它们的能量则必须是读秋原模变回某指量子化的，只能取hω的整数倍，即En=（n+1/2）hν（其中1/2hν为零点能）。这样，相应的能态早En就可以认为是由n个能量为hν的“激发量子”相加而成。而叶协普素案轴协型厚维按这种量子化了的弹性波的最小单位就叫声子。声子是一种元激发。

　　安企露非因此，声子用来描述晶格的简谐振动，是固体理论中很重磁要的一个概念。按照量子力学，物体是由大量的原子构成，每种原子又都含有原子核和电子，因此固体内存在原子核之间的为殖发九花急读免科屋送相互作用、电子间的相互作材王用还有原子核与电子间的相互作用。电子的运动规律可以用密度泛函理论得到，那么原子核的运动规律就用声子来描述。当然这两个理论（密度泛粒使世女限罗双右径买硫函和声子）都是近令原战九把去资歌似的，因为解析的严格解到目前为止还没有得到。而要严格的按照多体理论来描述这么大量的原子和电子组成的系统，无论解析还是数值模拟都是一个未知数。

　　声子是简谐近似下的产物，如果振动太剧烈，超过小振动的范围，那么晶格振动就要用非简谐振动理论描述。

　检每者车庆你宗　声子并不是一个真正的粒子，声子可以产生和消灭，有相互作用的声子数不守恒，声子动量的守恒律也不同于一般的粒子，并且声子不能脱离固体存在。声子只是格波游均尼激发的量子，在多体理论中称为集体振荡的树雨的们元激发或准粒子。

　　声子的化学势为零，属于玻色子，服从玻色-爱因斯坦统计。声子本身并不具有物理动量，但是携带有准动量，并具有能量。