Фонон

---

Фоно́н — квазичастица, квант энер­гии со­гла­со­ван­но­го ко­ле­ба­тель­но­го дви­же­ния атомов твёр­до­го те­ла, об­ра­зую­щих иде­аль­ную кри­стал­лическую ре­шёт­ку^[2].

Ха­рак­те­ри­зу­ет­ся вол­но­вым век­то­ром ${\displaystyle {\vec {k}}}$ и энер­ги­ей ${\displaystyle \hbar \omega }$ (${\displaystyle \omega }$ — час­то­та ко­ле­ба­ний, ${\displaystyle \hbar }$ — редуцированная постоянная Планка). Каждый кристаллический материал обладает своим набором возможных в нём зависимостей ${\displaystyle \hbar \omega ({\vec {k}})}$.

Модельное представление колебаний решётки как совокупности фононов оказывается удобным при анализе взаимодействия электронов, световых квантов и других частиц, доля импульса которых может быть передана решётке.

Понятие «акустических квантов» было введено в теорию твёрдого тела советским учёным И. Е. Таммом^[3][4]. Современное название было предложено Я. И. Френкелем^[5].

Согласно концепции корпускулярно-волнового дуализма, любой объект может восприниматься и как волна, и как частица (квазичастица). Например, свет может трактоваться как совокупность электромагнитных волн или как поток фотонов, движущихся (в случае вакуума) со скоростью ${\displaystyle c}$. Амплитуда волн и плотность потока соответствуют друг другу таким образом, чтобы обеспечилась одинаковость спектральной плотности мощности в обеих трактовках. В квантовой механике, концепция дуализма используется для элементарных частиц, включая электроны.

Аналогичным образом упругие волны (в узком смысле слова — звук) могут восприниматься как поток квазичастиц, носящих название фононов. Соответственно, со­стоя­ние кри­стал­лической ре­шёт­ки может рассматриваться как газ фо­нон­ных ква­зи­ча­стиц (подобно более привычным электронному или фотонному газам).

---