PHONON

-phonon

Un phonon est le support de la plus petite énergie transportée par l’onde acoustique (c'est l'équivalent d'un photon pour une onde électromagnétique)

C'est une quasi-particule associée à une onde sinusoïdale progressive, issue des vibrations  de groupes d’atomes (par exemple dans les réseaux cristallins)

 

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 du phonon

c(m/s)= constante d’Einstein(2,99792458 .10m/s)

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

La vitesse du son est alors (l.ν)

 

EXCITATION VIBRATOIRE POUR PHONONS

S’il y a création d'une onde élastique progressive dans un réseau de corps cristallin, on observe la relation a= E / (n+ 1/2).ν

où ar(J-s)= action des phonons créés (dès qu’il y a perturbation thermique des atomes).

n= nombre de phonons présents

E(J)= énergie totale de vibration

ν(Hz)= fréquence de la vibration (élastique)

 

CONSTANTE ÉLASTIQUE POUR les PHONONS

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

W' = lp.nY   où nY(N/m²)= module d’élasticité longitudinale

lp(m)= pas du réseau cristallin

 

IMPULSION d'un PHONON

Q'= h / λ

où Q’i (kg-m/s) = impulsion

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

λ(m)= longueur d'onde

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

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