Я читаю книгу Чарльза Киттеля по физике твердого тела и задаюсь вопросом, каков механизм взаимодействия нейтронных волн и фотонов с фононами, и этот процесс подчиняется обобщенному закону сохранения импульса-энергии.
Это то же самое, как луч света дифрагирует на решетке Брэгга? В этом случае атомы в кристалле неподвижны, поэтому фононов нет. Далее предположим, что луч света не возбуждает никаких механических колебаний в кристалле, так что фононы не создаются. Тогда изменение импульса света может быть целым числом, кратным трем обратным векторам решетки.
Как это можно обобщить, когда существуют кристаллические колебания (например, фононы с определенными импульсами)? Может ли кто-нибудь объяснить мне происхождение обобщенного закона сохранения импульса?
Получил ответ от Сахала Кошика, аспиранта физики
сайт: https://www.quora.com/Why-dont-phonons-carry-momentum
Это правда, что фононы/звуковые волны не несут чистого физического импульса (до тех пор, пока можно игнорировать релятивистские и нелинейные эффекты).
Фононы — это просто коллективные возбуждения в решетке. Поскольку усредненный по времени импульс каждого атома равен 0, общий импульс фонона также равен 0.
Даже для электронов импульс кристалла не совпадает с физическим импульсом. Физический импульс электрона обычно не определен и имеет значения ℏ(k+G).
В отличие от фононов фотоны обладают физическим импульсом. Это связано с тем, что усредненная по времени плотность импульса (вектор Пойнтинга) в каждой точке отлична от нуля и направлена в направлении распространения.
Себастьян Ризе
Себастьян Ризе
Гарип