PHONON

-phonon

Un phonon est une quasi-particule  supposée porter un quantum d'énergie vibratoire.

On utilise cette notion en acoustique (associée à une onde sinusoïdale progressive, produisant des vibrationsde groupes d’atomes)

On l'utilise aussi en thermodynamique (conduction thermique) et également en électricité (conduction électrique)

 

FRÉQUENCE d'un PHONON ACOUSTIQUE

Pour les atomes d’un élément de réseau, qui oscillent en phase et colinéairement, on a approximativement

ν # c.Jn

avec ν(Hz) = fréquence de vibration

c(m/s²)= constante d’Einstein(2,99792458 .108 m/s)

Jn(m-1)= NOMBRE d’onde (supposé faible)

La vitesse du son est alors (l.ν)

 

PHONONS en EXCITATION VIBRATOIRE

Il y a création d'une onde élastique progressive dans un réseau de corps cristallin

a= E / (n+ 1/2).ν

avec: ar(J-s)= action de phonon (créé s'il y a perturbation thermique d'atomes).

= nombre de phonons présents dans l’excitation

E(J)= énergie de vibration

ν(Hz)= fréquence de la vibration élastique

IMPULSION d'un PHONON

 

Q'i(kg-m/s) = h / λ

 

où h(J-s)= constante de Planck(6,62606876.10-34 J-s)

 

λ(m)= longueur d'onde

 

L'impulsion d'un phonon est # 5 fois plus faible que celle d'un photon

 

CONSTANTE ÉLASTIQUE POUR les PHONONS

C’est la même notion qu’en élasticité mécanique (dimension M.T-2, donc similaire à une densité surfacique d’énergie)

j* = lp.nY

où nY(N/m²)= module d’élasticité longitudinale

lp(m)= pas du réseau cristallin

 

 

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