مقایسه فونون و فوتون

مدیران انجمن: javad123javad, parse

ارسال پست
نمایه کاربر
ya30

عضویت : چهارشنبه ۱۳۹۱/۸/۲۴ - ۱۶:۴۷


پست: 52

سپاس: 15


تماس:

مقایسه فونون و فوتون

پست توسط ya30 »

فرق بین فوتون و فونون چیه؟!
زین خلق پر شکایت گریان شدم ملول

آن های هوی و نعره ی مستانم آرزوست

Paradoxy

عضویت : دوشنبه ۱۳۹۳/۱۰/۲۲ - ۲۲:۱۷


پست: 2211

سپاس: 989

Re: مقایسه فونون و فوتون

پست توسط Paradoxy »

امواج الکترومغناطیسی رو اگر بخوان به شکل ذره ای بررسی کنند به شکل بسته های کوانتومی انرژی در نظر می گیرن که اسمش رو گذاشتن فوتون. سرعت فوتون در خلاء برای تمام ناظر ها c هست و جرم سکونش صفره.
امواج مکانیکی و صوتی، مثل ضربه ای که به یک در می زنید و در محیط مادی منتشر میشه رو اگر بخوان به شکل ذره ای بهش نگاه کنند، در بسته هایی از انرژی در نظر می گیرن که اسمش رو گذاشتن فونون. فونون سرعتش c نیست، شاید بشه بهش جرم سکون هم نسبت داد (من ندیدم جایی این کار رو بکنن ولی دیدم جرم گرانشی بهش نسبت دادن) علاوه بر این وقتی می خوان رفتار جمعی الکترون ها توی ابررسانا رو از نظر تئوری بررسی کنن، از این فونون ها استفاده می کنند.

نمایه کاربر
ya30

عضویت : چهارشنبه ۱۳۹۱/۸/۲۴ - ۱۶:۴۷


پست: 52

سپاس: 15


تماس:

Re: مقایسه فونون و فوتون

پست توسط ya30 »

paradoxy نوشته شده:امواج الکترومغناطیسی رو اگر بخوان به شکل ذره ای بررسی کنند به شکل بسته های کوانتومی انرژی در نظر می گیرن که اسمش رو گذاشتن فوتون. سرعت فوتون در خلاء برای تمام ناظر ها c هست و جرم سکونش صفره.
امواج مکانیکی و صوتی، مثل ضربه ای که به یک در می زنید و در محیط مادی منتشر میشه رو اگر بخوان به شکل ذره ای بهش نگاه کنند، در بسته هایی از انرژی در نظر می گیرن که اسمش رو گذاشتن فونون. فونون سرعتش c نیست، شاید بشه بهش جرم سکون هم نسبت داد (من ندیدم جایی این کار رو بکنن ولی دیدم جرم گرانشی بهش نسبت دادن) علاوه بر این وقتی می خوان رفتار جمعی الکترون ها توی ابررسانا رو از نظر تئوری بررسی کنن، از این فونون ها استفاده می کنند.


خب ماهیت فونون دقیقا چیه؟
انرژی موج رو نشون میده؟
زین خلق پر شکایت گریان شدم ملول

آن های هوی و نعره ی مستانم آرزوست

Paradoxy

عضویت : دوشنبه ۱۳۹۳/۱۰/۲۲ - ۲۲:۱۷


پست: 2211

سپاس: 989

Re: مقایسه فونون و فوتون

پست توسط Paradoxy »

ماهیت، ذات، و ازین جور سبک سوالا رو بلد نیستم جواب بدم.
انرژی موج رو به شکل تقسیم بندی شده نشون میده. مثال میزنم، مثلا یک موج صوتی رو میشه با یک تابع سینوسی توصیف کرد که در بخشی از فضا گسترده شده. برای نسبت دادن انرژی به این موج، دامنش رو در نظر می گیریم. در حالی که همین موج صوتی رو میشه با ذرات گسسته ای هم توصیف کرد که بهش میگیم فونون. اون موقع برای اندازه گیری انرژی موجود در همین موج صوتی، باید تعداد فونون ها و انرژی بسته بندی شده در هر کدوم رو بدونیم. راستش فونون مفهومیه که منم زیاد باهاش رو به رو نشدم، فکر کنم کسایی خوب بتونن در این زمینه اظهار نظر کنن که ابررسانایی زیاد کار کرده باشند. بهرحال فونون فقط برای انرژی به کار نمیره، برای انتقال اطلاعات حالا به هر شکلی (مثلا در قالب تکانه و ...) هم استفاده میشه. در ابر رسانایی الکترون ها که فرمیونن (و بنابرین ترجیح میدن که تا جای ممکن از هم دور باشن و انرژی های متفاوتی رو اشغال کنند) مثل بوزون ها عمل می کنند (یعنی ترجیح میدن حالت های انرژی مشابهی رو داشته باشند) و بنابرین رفتار گروهی جدیدی پیدا می کنند. برای توصیف چرایی این رفتار الکترون ها در ابر رساناها، از مفهوم فونون ها استفاده میشه. با ریاضیاتش اصلا سر و کار نداشتم و همینطوری در همین حد کلی میدونم.

مثلا میگن الکترونه نوسان میکنه و میخوره به دیواره یون های مثبت تو ابرسانا، سبب به نوسان در اومدن اون دیواره یونی میشه، حالا اون نوسان دیوار یک فونون منتقل میکنه به الکترونی دیگه ای که یک جای دیگست کلا، و باعث میشه الکترونه هم به همون نوسان در بیاد و بنابرین همچین رفتار گروهی ای شکل میگیره.

نمایه کاربر
ya30

عضویت : چهارشنبه ۱۳۹۱/۸/۲۴ - ۱۶:۴۷


پست: 52

سپاس: 15


تماس:

Re: مقایسه فونون و فوتون

پست توسط ya30 »

paradoxy نوشته شده:ماهیت، ذات، و ازین جور سبک سوالا رو بلد نیستم جواب بدم.
انرژی موج رو به شکل تقسیم بندی شده نشون میده. مثال میزنم، مثلا یک موج صوتی رو میشه با یک تابع سینوسی توصیف کرد که در بخشی از فضا گسترده شده. برای نسبت دادن انرژی به این موج، دامنش رو در نظر می گیریم. در حالی که همین موج صوتی رو میشه با ذرات گسسته ای هم توصیف کرد که بهش میگیم فونون. اون موقع برای اندازه گیری انرژی موجود در همین موج صوتی، باید تعداد فونون ها و انرژی بسته بندی شده در هر کدوم رو بدونیم. راستش فونون مفهومیه که منم زیاد باهاش رو به رو نشدم، فکر کنم کسایی خوب بتونن در این زمینه اظهار نظر کنن که ابررسانایی زیاد کار کرده باشند. بهرحال فونون فقط برای انرژی به کار نمیره، برای انتقال اطلاعات حالا به هر شکلی (مثلا در قالب تکانه و ...) هم استفاده میشه. در ابر رسانایی الکترون ها که فرمیونن (و بنابرین ترجیح میدن که تا جای ممکن از هم دور باشن و انرژی های متفاوتی رو اشغال کنند) مثل بوزون ها عمل می کنند (یعنی ترجیح میدن حالت های انرژی مشابهی رو داشته باشند) و بنابرین رفتار گروهی جدیدی پیدا می کنند. برای توصیف چرایی این رفتار الکترون ها در ابر رساناها، از مفهوم فونون ها استفاده میشه. با ریاضیاتش اصلا سر و کار نداشتم و همینطوری در همین حد کلی میدونم.

مثلا میگن الکترونه نوسان میکنه و میخوره به دیواره یون های مثبت تو ابرسانا، سبب به نوسان در اومدن اون دیواره یونی میشه، حالا اون نوسان دیوار یک فونون منتقل میکنه به الکترونی دیگه ای که یک جای دیگست کلا، و باعث میشه الکترونه هم به همون نوسان در بیاد و بنابرین همچین رفتار گروهی ای شکل میگیره.


خیلی ممنون از توضیحاتتون
من تصورم از فوتون این بوده که تو موج نوری اون چیزی که داره نوسان میکنه فوتونه
طبق این فرض مثلا تو نوسانات شبکه ( که فونون رو بهش نسبت میدن) اون چیزی که داره نوسان میکنه تو این مثال اتم ها هستن پس اینو درک نمی کنم که فونون این وسط چیکارست
البته فکر کنم کلا تصورم از فوتون و فونون از بیخ مشکل داره
برای همین در مورد ماهیت فونون پرسیدم
زین خلق پر شکایت گریان شدم ملول

آن های هوی و نعره ی مستانم آرزوست

Paradoxy

عضویت : دوشنبه ۱۳۹۳/۱۰/۲۲ - ۲۲:۱۷


پست: 2211

سپاس: 989

Re: مقایسه فونون و فوتون

پست توسط Paradoxy »

دو سه بار متنی رو راجب آزمایش دو شکاف نوشتم و پاک کردم چون نمیدونم از کجا باید شروع کنم. تصورتون تا حد قابل توجهی اشتباهه، اما در عین حال برام عجیبه که چون گفتید در مقطع ارشد دارید تحصیل می کنید، چطوری در مقطع لیسانس توجیح نشدید که فوتون و موج الکترومغناطیسی دقیقا چی هستند. قصد بی احترامی ندارم واقعا، ازین جهت میگم که خب نمیدونم آیا مثلا درس کوانتوم رو پاس کردید میتونم ازون مثال بزنم؟
ببینید ساده ترین ایرادی که میشه از نحوه تصورتون نسبت به فوتون و موج نوری گرفت (فونون رو بزاریم کنار اصلا)، اینه که من میتونم از شما همیشه این سوال رو بکنم که این فوتون ها، دقیقا "کجای" موج الکترومغناطیسی قرار دارند و دارن نوسان میکنند؟ چندتا هستن اصلا؟ مگر نه این که یک موج الکترومغناطیسی به شکل پیوسته در فضا گسترده شده؟ پس اگر بخوایم به هر نقطه از این موج که مشغول نوسان هست یک فوتون نسبت بدیم، اون موقع بینهایت فوتون باید در یک پرتوی نوری موجود باشه که خب نیست. شما یک چشمه نور خیلی کم شدت رو جلوی آشکار کننده فوتون بزاری مثلا میبینی هر 1 ثانیه یه صدای تیکی ازش در میاد.

نمایه کاربر
ya30

عضویت : چهارشنبه ۱۳۹۱/۸/۲۴ - ۱۶:۴۷


پست: 52

سپاس: 15


تماس:

Re: مقایسه فونون و فوتون

پست توسط ya30 »

بله واقعا ناراحت کننده هست که ارشد فوتونیک می خونم و همچین تصوری از فوتون داشتم.
ولی خداروشکر اصلاح شد
خیلی ممنون از شما smile072
از آزمایش دوشکاف منظ.رتون همون آزمایشی هست که رفتار ذره ای و موجی فوتون رو در حضور و عدم حضور آشکارساز نشون میده؟!
زین خلق پر شکایت گریان شدم ملول

آن های هوی و نعره ی مستانم آرزوست

Paradoxy

عضویت : دوشنبه ۱۳۹۳/۱۰/۲۲ - ۲۲:۱۷


پست: 2211

سپاس: 989

Re: مقایسه فونون و فوتون

پست توسط Paradoxy »

نه واقعا، من تضمین میکنم شما یقه ی دانشجوهای دانشگاه تهرانم که تازه این درسا رو پاس کردن بگیرید بازم از هر 10 نفر شاید دو سه نفرشون واقعا درست جواب بدند، چون هرچی نباشه این مفاهیم تا حد زیادی انتزاعی هست.

بله دقیقا همون آزمایش منظورمه. به نظرم این آزمایش تحلیل خوبی میتونه ارائه کنه از فوتون و خاصیت موجی نور. اگر جلوی یک چشمه نور، دو شکاف قرار بدیم (عملا میشه آزمایش یانگ) نقش تداخلی ای رو روی پرده مشاهده میکنیم که مربوط به امواج هست. این نقش تداخلی رو چطور میتونیم توصیف کنیم؟ میگیم هر شکاف دقیقا مثل یک چشمه نوری جداگانه عمل میکنه، و امواجی که از شکاف اول خارج میشه با امواج خارج شده از شکاف دوم تداخل میکنن و نقش تداخلی روی پرده میسازن. حالا درست در همین آزمایش اگر ما یک آشکار ساز در شکاف ها قرار بدیم، میبینیم ناگهان نقش تداخلی غیب میشه و چیزی که روی پرده میبینیم دقیقا مثل الگویی هست که اگر یک مشت تیله به سمت دو شکاف مینداختیم روی پرده می دیدیم. به عبارت دیگه انگار موجی نداریم، یک مشت ذره از دو شکاف رد شدن و اون نقش رو ساختن.

خب بالاخره نور موجه یا ذرست؟ آیا نور هم موجه و همزمان ذره ست؟ خیر! چه از نظر ریاضی و چه از نظر فیزیکی، موج یک تابع پیوسته و گسترده شده در فضاست مثلا سینوسی، کسینوسی چیزیه، در حالی که ذره یک نقطه هست و با چهار مختصه فضایی و زمانی در هر لحظه توصیف میشه محاله جفتش همزمان باشه. از طرفی اگر بگیم ذرات سوار بر موجن، خب سوالات دیگه ای پیش میاد که باید به اون ها هم پاسخ داد، مثل چیزی که بالا پرسیدم. یا میشه پرسید که آیا آشکار ساز بخش "موجی" فوتون هارو حذف میکنه که بعد ما نقش موجی نمیبینیم روی پرده؟. بهرحال میتونیم این سوال رو به این شکل پاسخ بدیم که بسته به آزمایشی که انجام میدیم، نور گاهی خواص ذره ای نشون میده که به این ذرات میگیم فوتون، گاهی خواص موجی، که مستقیم از معادلات ماکسول یا معادله شرودینگر بدست میاد. به عبارت دیگه ما نمیدانیمکه نور خارج شده از چشمه چیه واقعا، مادامی که مشاهدش نکنیم. همونطور که طبق کوانتوم هرگز قبل از اندازه گیری نمیتونیم بدونیم که یک الکترون کجاست، تکانه ش چیه و ...، برای فوتون هم همین بساط هست. پس به شکل خلاصه شده، اگر یک فوتون نور موقعیتش اندازه گیری نشده باشه، از نظر کوانتوم اون فوتون به شکل یک موج در فضا گسترده شده. (یه دونه فوتون ها!) و اگر بدونیم کجاست اون فوتون، مثلا با یک آشکار ساز، اون موقع فوتون مثل یک فوتون (ذره) عمل میکنه. برعکس این حرفم صادقه. یعنی نور موجی هست که در فضا گسترده شده مادامی که آشکارساز خاصی رو به روش قرار ندیم. اما به محض اینکه آشکار ساز بزاریم، تمام موج در یک نقطه "جمع" میشه که به اون نقطه میگیم فوتون، و رفتار ذره ای میبینیم. جمع شدن کل موج توی یک نقطه رو با تبدیل فوریه توصیف میکنیم که میایم تمام امواج با فرکانس های مختلف رو جمع میزنیم تا چیزی که حاصل میشه در یک نقطه ماکسیموم باشه و در نقاط دیگه صفر.

از تفاوت های شاخص دیگه ی موج و ذره میشه به انرژی اون ها اشاره کرد. در حالی که انرژی یک فوتون، متناسبه با فرکانسش، انرژی یک موج گسترده شده در فضا متناسب با دامنش. مفهومی مثل دامنه اصلا برای یک فوتون که ذرست قابل تعریف نیست. فرکانسم سرعت نوسان نقاط موج در فضا رو معین میکنه و هیچ تاثیری در انرژی موج نمیزاره.

پ.ن: البته n تا تفسیر دیگه هم از کوانتوم هست، مثل مسیرهای فایمن، یا همین جهانای موازی، تفسیر بوهمی و ...، که اونا هم درستند. اما استانداردترین و ساده ترین چیزی که میشه گفت همونی هست که نوشتم. مثلا در تفسیر مسیرهای فایمن، یک فوتون نور وقتی آشکار ساز نباشه، همچنان یک ذرست که تمام مسیرهای ممکن رو همزمان طی میکنه و بنابرین چیزی که روی پرده مشاهده میکنیم مثل خاصیت موجیه.

نمایه کاربر
ya30

عضویت : چهارشنبه ۱۳۹۱/۸/۲۴ - ۱۶:۴۷


پست: 52

سپاس: 15


تماس:

Re: مقایسه فونون و فوتون

پست توسط ya30 »

خیلی کامل بود توضیحاتتون
واقعا ممنونم
زین خلق پر شکایت گریان شدم ملول

آن های هوی و نعره ی مستانم آرزوست

بیگ

محل اقامت: فسا

عضویت : سه‌شنبه ۱۴۰۰/۶/۲ - ۱۳:۱۸


پست: 13

سپاس: 1

جنسیت:

Re: مقایسه فونون و فوتون

پست توسط بیگ »

سلام دوستان تا اونجایی که من شنیدم نور یا فوتون وقتی به اتم میتابونیم به الکترون برخورد کرده و انرژی خود به الکترون میدهد الکترون هم به مداری بالاتر میره اگر هم انرژی فوتون هم به اندازه کافی باشه الکترون از اتم جدا میشه به نظرم برای محاسبه انرژی وارده به الکترون این فرمول رو از خودم گفتم

dt/Ep
اون df یعنی وقتی الکترون از مدار خودش به مدار بالاتر میره و برمیگرده و Epنماد انرژی فوتون قبل از برخورد
من دبیرستان (دهم) هستم و رشته ریاضی و فیزیک
لطفا اگر کسی درباره اثر فوتوالکتریک اطلاع داره لطفا کمک کنید

نمایه کاربر
rohamjpl

نام: Roham Hesami

محل اقامت: Tehran, Qeytariyeh

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 925

سپاس: 595

جنسیت:

تماس:

Re: مقایسه فونون و فوتون

پست توسط rohamjpl »

ببینید فونون‌ها یا ذرات منفرد ارتعاش که با مکانیک کوانتومی توصیف میشند با گرما همراه‌اندو از میان بلور به شکل فونون‌ها یا ارتعاشات منفرد پیوندهای بین مولکول‌ها عبور می‌کند.
آشکارسازی تک فونون‌ها به دلیل حساس بودن آن‌ها به گرما، بسیار مشکل است من دلیل اونو اینطور فهمیدم فونون‌ها به هر گونه انرژی گرمایی که از انرژی خود آن‌ها بزرگتر باشد حساس هستند. چون فونون‌ها ذاتا کم انرژیهستند پس قرارگیری آن‌ها در معرض انرژی‌های گرمایی بالاتر می‌تواند میتونه موجب برانگیختگی‌شان شود.
ببینید
فونون و فوتون دو کلمه بسیار نزدیک هستند فوتون یک بسته انرژی است که پایه مکانیک کوانتومی است.اما فونون نوسان جمعی چندین اتم است. فونون یک مفهوم مهم در مطالعه مواد و نوسانات داخلی آنها است. فوتون موضوعی است که در مکانیک موج مورد بحث قرار گرفته است. در نظریه کوانتوم میبینیم که امواج نیز دارای ویژگی ذرات هستند. نظریه کوانتومی میگه که نور در دسته ای از امواج حرکت می کند. هر یک از این بسته های موج مانند یک ذره رفتار می کنند. فوتون ذره موج است. مقدار ثابت انرژی بسته به فرکانس موج است . فوتون ها به عنوان بسته های انرژی در نظر گرفته می شوند. اما همین امواج نیز جرم دارندخاصیت ذره ای بودن امواج در اثر برهم کنش با ماده به صورت ذرات رفتار می کنند.اما جرم فوتون صفر است. هنگامی که یک فوتون با سرعت نور در حال حرکت است دارای جرم نسبیتی E/C2 است جایی که hv=E انرژی فوتون و C سرعت نور در خلاء است. امافونون چیست در مواد متراکم مانند جامدات و برخی مایعات یکسری این مواد رفتارهای ارتجاعی را در سطح اتمی نشانمیده پیوندهای بین اتم ها و پیوندهای بین مولکولی کشسان هستند. این امر باعث نوسان اتم ها و مولکول ها می شودهمین برانگیختگی جمعی در چیدمان دوره ای و کشسان اتمها یا مولکولها در ماده متراکم به عنوان فونون شناخته می شود. مجموعه ای از چنین ذرات نوسانی اغلب شبه ذره نامیده می شوند. فونون نوع خاصی از ارتعاشات هست که در آن هر ذره با فرکانس یکسان نوسان می کند.تفاوت بین Phonon و Photon چیست؟ • فوتون نوعی انرژی است اما فونون حالت نوسان است فونون حالت ارتعاش است که نه موجی است و نه ذره ای.انتشار صدا با فرکانس پایین (طول موج بلند) از طریق یک جامد توسط معادله موج توصیف می شود. انتشار نور از طریق خلاء نیز با معادله موج شرح داده شده است. از آنجا که یک معادله کلاسیک هر دو فوتون و فونون را توصیف می کند ، محاسبه حالتهای کوانتومی و ویژگیهای ترمودینامیکی برای فونونها بسیار شبیه به فوتونها خواهد بود. تنها تفاوت واقعی این است که فونونها به جای سرعت نور با سرعت صوت حرکت می کنند و یک قطبش بیشتر برای امواج صوتی نسبت به امواج نور وجود دارد. امواج صوتی می توانند در امتداد جهت انتشار (قطبش طولی) قطبی شوند و دو قطبش عرضی احتمالی وجود دارد. همانطور که فوتونها ذرات نور هستند فونونها ذرات صدا یا گرما هستند. که به طور همزمان ویژگی های موج مانند و ذرات را نشان می دهد. در فرکانس پایین ، فونون های صدا تولید می شود. از سوی دیگر ، ارتعاش فرکانس بالا اتم ها و مولکول ها باعث ایجاد فونون گرما می شود. دو تفاوت اساسی بین فوتون و فونون وجود دارد: 1. در مورد فوتونها ، انتقال بین سطوح مختلف انرژی الکترونها فوتونها را ساطع می کند. ارتعاش اتم ها و مولکول ها فونون تولید می کند. 2. فوتونها (ذراتی که نور و الکترومغناطیس را حمل می کنند) اگر طول موج متفاوتی داشته باشند با یکدیگر تداخل ندارند. با این حال ، فونون ها در فرکانس های مختلف می توانند با هم مخلوط شده و طول موج اضافه ای ایجاد کنند. کاربرد فونون ها چیست؟ توضیح من (فرضیه اصلی) درست مانند روش لیزر که فونون ها را می توان با تحریک انتشار تابش تقویت کرد. بنابراین ، احتمال زیادی وجود دارد که تقویت فونون با انتشار تحریک شده برنامه های تابش تقریباً مشابه برنامه های لیزر باشد. تنها تفاوت این است که لیزر فوتون است که با تقویت نوری، نور ساطع می‌کند و این کار از طریق فرایند گسیل خود القایی تشعشعات الکترومغناطیسی انجام می‌شود. یعنی تقویت نور به روش گسیل القایی تابش هست ببینید یک فوتون به یک ذره (اتم یا مولکول یا یون) برانگیخته شود یک فوتون دیگر نیز آزاد می‌شود که این دو فوتون با هم، هم فرکانس هستند. با ادامه این روند شمار فوتون‌ها افزایش می‌یابد که می‌توانند باریکه‌ای از فوتون‌ها را به وجود بیاورند.ثالی بزنم فرض کنید که در وان حمام دست خود را به صورت رفت و برگشت حرکت داده و یک موج تولید می‌کنید. احتمالاً بتوانید با افزایش سرعت و تکرار این کار موجی قدرتمند‌تر را تولید کنید. حال اگر می‌توانستید این کار را میلیون‌ها بار در اقیانوسی بزرگ انجام دهید چه اتفاقی می‌افتاد لیزر ابی تشکیل میشد می‌توان گفت که یک لیزر کاری مشابه فوق را با امواج نوری انجام می‌دهد. در واقع تقویت نور در یک لیزر، با نور ضعیفی آغاز و طی چندین بار حرکت رفت و برگشتی در محیطی موسوم به کاواک، بر انرژی آن افزوده و تقویت می‌شود.لیزر در فرکانسی خاص کار می‌کند، همین امر است. در واقع فقط تابش‌هایی تقویت می‌شوند که فرکانس متناظر با اختلاف انرژی دو تراز داشته باشند. پس به طور خلاصه فرآیند گسیل القایی که مکانیزم اصلی عملکرد یک لیزر است، باعث ایجاد تعداد خیلی زیادی از فوتون‌های هم‌فرکانس و هم‌فاز می‌شود که در نهایت این فوتون‌ها در محیط کاواک تقویت به بیرون هدایت می‌شوند. در مقایسه با لیزر فونون دارای فرکانس بالاتر و انرژی بیشتری است. لیزر فونون Sound Amplification by Stimulated Emission of تابش نامیده می شود و از این روسیزر SASER نامیده می شود.سیزر یک دسته نیمه رسانا است که از لایه‌های متناوب و نازک گالیوم آرسناید و آلومینیوم آرسناید تشکیل شده است. بخش بالایی این بسته را در معرض باریکه نور شدید قرار می‌دهند. در نتیجه الکترون‌های آن برانگیخته شده و امواج صوتی یا فونون منتشر می‌کنند. این امواج با رسیدن به بخش پایینی،‌ به فضای بین لایه‌های متفاوت جهش می‌کنند. فضای بین لایه‌ها بسیار دقیق انتخاب شده‌اند به صورتی که اصوات ضعیف با قوی‌ترها ترکیب می‌شوند به نحوی که تمام فونو‌ن‌ها همگن شوند.
فونون‌های قوی به لایه قبلی بازتابیده می‌شوند تا در تعامل با الکترون‌هایی که در معرض باریکه نور شدید هستند، باعث آزاد شدن فونون‌های بیشتر و تقویت سیگنال شوند. نتیجه، شکل‌گیری یک سری نیرومند از فونون‌های همگن، درون بسته است که دستگاه را به صورت یک باریکه نازک سیزر متشکل از فراصوت فرکانس بالا، ترک می‌کند.
با این که در حال حاضر از نور برای شروع به کار سیزر استفاده می‌شود، ‌با الکتریسیته هم باید بتوان به نتیجه مشابهی رسید. تابش صوتی را می توان به همان شیوه ای که تابش فوتون در LASER ساطع می شود ، منتشر کرد. خواص SASER تقریباً مشابه LASER است. Saser می تواند کاربردهای وسیعی داشته باشد که شامل مطالعات و تحقیقات مربوط به سونوگرافی فرکانس تراهرتز می شود. ساسر همچنین می تواند در اپتوالکترونیک ، دستگاه های الکتریکی که نور را تشخیص داده و کنترل می کنند و سیگنال ها را مانند فیبر نوری انجام می دهند ، مورد استفاده قرار گیرد. استفاده دیگر از ساسر در زمینه پزشکی است که در آن سونوگرافی با دقت بالا در تصویربرداری پزشکی بسیار مورد نیاز است. Saser همچنین کاربردهای بالقوه ای در نیمه رساناها مانند پردازنده های رایانه ای با فرکانس تراهرتز دارد که بسیار سریعتر از تراشه های رایانه فعلی است.توضیح من (فرضیه اصلی) فوتون ها نور و تشعشع الکترومغناطیسی هستند که در اثر گذار از حالت انرژی بالاتر به حالت انرژی پایین تر در نتیجه حرکت اتم برای اشغال حفره ها و در نتیجه ترک سوراخ ها ، تولید می شوند. وقتی این اتفاق می افتد ، فوتون ها آزاد می شوند. فونون ها حالت فرعی خاصی از فوتون ها هستند که در آنها سطوح انرژی به خوبی مشخص شده است و می توانند نقش مهمی در پدیده های خاص ایفا کنند ، از این رو نام فونون ها نیز مطرح شده است. آنها مشتقات فوتون هستند. فوتون با سرعت نور یا c حرکت می‌کند. هم‌چنین انرژی و مومنتوم آن به‌ترتیب با E و p نمایش داده می‌شود. با این فرضیات انرژی فوتون برابر با رابطه زیر محاسبه می‌شود.$\large E=cp$ انرژی دیگر ذرات را مطابق با رابطه زیر در نظر می‌گیرند$\large E ^ { 2 } = c ^ { 2 } p ^ { 2 } + m ^{ 2 } c ^ { 4 }$که انرژی و مومنتوم یک فوتون تنها به فرکانس یا طول موج آن‌ مرتبط است. انرژی یک فوتون برابر است با$\large E = \hbar \omega = h \nu = \frac { h c } { \lambda } = c p$مومنتوم فوتون با استفاده از کمیتی برداری تحت عنوان بردار موج یا$\overrightarrow k$ شناخته می‌شود$\large \overrightarrow{ p } = \hbar \overrightarrow { k }$پس $\large p = \hbar k = \frac { h } { \lambda } = \frac { h \nu } { c }$می‌توان رابطه‌ای برای مومنتوم بر حسب طول موج یا فرکانس بدست آوردفوتون هم‌چنین منتقل کننده مومنتوم زاویه‌ای است. این کمیت برداری وابسته به فرکانس نبوده و مقدار آن متناسب با $\sqrt { 2 } \hbar$ هست
(انتشار یک پرتوی نور موازی با یک طول موج (رنگ) و فاز کاملاً مشخص) نتیجه یک فرآیند خود‎‎‎سازمان یافته است که در آن مجموعه‎ای از مراکز گسیلنده، خود را برای تولید ذرات نور (فوتون‏ها) هم‌زمان می‎کنند. یک پدیده همزمان سازی خود سازمان یافته فونونی مشابه نیز می‎تواند منجر به تولید ارتعاشات همدوس یا همان لیزر فونون شود. فونون به ذرات کوانتومی صدا گفته می‎شود.لیزر فونون - دستگاهی که تقویت منسجم فونونها ، کوانتوم ارتعاش را انجام می دهد - می تواند به عنوان آنالوگ یک لیزر معمولی در نظر گرفته شود که تقویت منسجم فوتون ها ، کوانتوم نور را انجام می دهد.تقویت صدا با انتشار تشعشع (SASER) به دستگاهی گفته می شود که تابش صوتی را منتشر می کند. این امواج صوتی را به گونه ای متمرکز می کند که می توانند به عنوان حامل های دقیق و سریع اطلاعات در بسیاری از کاربردها-مانند استفاده از نور لیزر ، عمل کنند.
تابش صوتی (امواج صوتی) را می توان با استفاده از فرایند تقویت صدا بر اساس انتشار تحریک شده فونون ها منتشر کرد. صدا (یا ارتعاش شبکه) را می توان با یک فونون توصیف کرد همانطور که نور را می توان فوتون در نظر گرفت ، و بنابراین می توان بیان کرد که SASER آنالوگ صوتی لیزر است.
در یک دستگاه SASER ، یک منبع (به عنوان مثال ، یک میدان الکتریکی به عنوان یک پمپ) امواج صوتی (ارتعاشات مشبک ، فونون) را تولید می کند که از طریق یک محیط فعال حرکت می کنند. در این محیط فعال ، انتشار فونونهای تحریک شده منجر به تقویت امواج صوتی می شود و در نتیجه یک پرتو صوتی از دستگاه خارج می شود. پرتوهای موج صوتی ساطع شده از چنین دستگاه هایی بسیار منسجم هستند..I hope I help you understand the question. Roham Hesami smile072 smile261 smile260
تصویر

ارسال پست